De l’arsenic au lieu du phosphore dans des êtres vivants

Les êtres vivants de notre planète ont pour principaux constituants du carbone, de l’hydrogène, de l’azote, de l’oxygène, du soufre et du phosphore. Mais voici que des chercheurs de l’Université d’Arizona et de la NASA, aux Etats-Unis, viennent d’apprendre à une souche de bactérie à vivre dans un milieu où le phosphore a été remplacé par un poison bien connu pour les êtres vivants, l’arsenic. La bactérie qui substitue l’arsenic au phosphore pour sa croissance est nommée Halomonadaceae et vit au fond du lac salé californien Mono.

 

Colonie de bactéries vue au microscope électronique. Crédit NASA

Colonie de bactéries vue au microscope électronique. Crédit NASA

L’arsenic est très proche du phosphore, chimiquement et par la taille de son rayon atomique. La forme la plus courante est l’arséniate (AsO43-), très proche du phosphate (PO43-). Cette proximité peut d’ailleurs expliquer la toxicité de l’arsenic qui est absorbé par le vivant par les  processus prévus pour  le phosphore.

D’autres formes de vie ?

Les bactéries du lac Mono vivent dans une eau salée et alcaline qui, outre le phosphate, contient déjà des traces d’arséniate (200 microMoles par litre).

Les chercheurs les ont ensemencées sur un milieu de culture au glucose ne contenant pas de phosphate. Ils ont ajouté peu à peu de l’arséniate en faisant également de nombreuses dilutions pour abaisser encore la teneur résiduelle des bactéries en phosphate à 3µMoles/litre. Finalement, les bactéries atteignirent leur taux maximum de croissance dans un milieu à 40.000 microMoles/litre d’arséniate.

Cette concentration représente 200 fois celle du milieu d’origine. Des analyses montrent que l’ ADN de ces bactéries ainsi « élevées » contient bien de l’arsenic en place du phosphore. Et on peut les cultiver indéfiniment dans un milieu sans phosphate et à la teneur précédente en arsenic.

Ce résultat peut avoir des retombées sur l’ingénierie génétique ou, peut-être, nous indiquer la possibilité de formes de vie différentes de celles rencontrées sur notre planète.

 

En savoir plus

 Science   / 2 December 2010