Arsenic

Élément gris ayant pour symbole As, de nombre atomique 33 et de poids atomique 75, l’arsenic est présent partout, principalement sous la forme d’arséniures métalliques. L’arsenic et le phosphore qui le précède dans la même famille possèdent des rayons atomiques très voisins et leur électronégativité est très proche. Ainsi la structure et les propriétés des anions phosphate [PO₄]^3- et arséniate [AsO₄]^3- sont très voisines.

L’arsenic entre dans la composition de différents alliages, notamment à base de plomb. En association avec le sélénium, il est depuis peu utilisé sur les « tambours » des imprimantes laser. Les alliages composés d’arsenic et de gallium (GaAs) ou d’indium (InAs) donnent des matériaux semi-conducteurs utilisés pour la fabrication de cellules photovoltaïques, de diodes électroluminescentes (DEL) et de transistors à très haute fréquence. La production mondiale est estimée à 30 000 t/an

La plupart des composés qui le renferment, qu’ils soient minéraux ou organiques sont toxiques, mais c’est un poison qui soigne, comme nombre de substances actives contenues dans les médicaments. Selon l’adage bien connu, « c’est la dose qui fait le poison ». En effet, si on lui connaissait déjà certains effets bénéfiques, ses vertus thérapeutiques peuvent s’expliquer par la capacité à induire la mort programmée, ou apoptose, des cellules défaillantes. On savait que l’arsenic neutralisait des cellules tumorales dans certains cas de cancer. Il pourrait bien nous débarrasser aussi des lymphocytes T qui s’accumulent dans des maladies auto-immunes.

Nos voies métaboliques sont incapables de discriminer l’anion phosphate, indispensable à tout organisme vivant, de l’anion arséniate et c’est ainsi que l’arséniate berne nos processus biologiques, joue Sosie dans notre organisme… avec une mort programmée en fin de processus. Pourquoi ? Parce que les composés contenant de l’arsenic, les métabolites formés au cours du processus, ne sont pas stables, se dégradent rapidement dans l’organisme et que cette instabilité entraîne des désordres métaboliques rédhibitoires.

Et pourtant… des chercheurs du laboratoire d’astrobiologie de la NASA ont exploré un lac californien salé, de pH très élevé, et de très forte teneur en arsenic (200 µM/L), à la recherche de formes de vie surprenantes, comme on en trouve par exemple près des volcans sous-marins. Des prélèvements de sédiments ont été mis à incuber dans des milieux « nutritifs » contenant de haute teneur en arsenic (entre 100 µM et 5mM/L), en présence d’oxygène mais sans source de phosphate. Une souche bactérienne nommée GFAJ-1 a pu survivre dans ces conditions, remplaçant le phosphore par l’arsenic dans les familles de molécules et macromolécules, supports de la vie, ainsi que dans les acides nucléiques. En présence de phosphate, ces souches reprennent un cours métabolique classique ; en l’absence de phosphate et d’arséniate, elles meurent…

Être ou ne pas être ? GFAJ-1 s’est trouvé une solution. Pourquoi pas d’autres organismes vivants, ici ou ailleurs, dans des exoplanètes ? La recherche en exobiologie est ainsi relancée, la première étape pourrait être la recherche des toujours mythiques organismes dans lesquels le carbone est remplacé par le silicium, comme prophétisé par de nombreux auteurs de science-fiction. Mais le sextet CHNOPS semblait, lui, sans risque d’être un jour détrôné dans la vie terrestre.

La pensée du jour
«Le mot arsenic vient du grec arsenikon signifiant qui dompte le mâle : Mesdames, n’en abusez pas comme dans le film Arsenic et vieilles dentelles !»

Sources
– http://fr.wikipedia.org/wiki/Arsenic
– http://www2.cnrs.fr/journal/3125.htm
– http://www.intellego/doc/49169
– http://en.wikipedia.org/wiki/Arsenic
– http://fr.wikipedia.org/wiki/Arsenic
– http://sciences.blog.lemonde.fr/2010/12/03/la-bacterie-qui-aime-larsenic-pourrait-reveler-des-surprises/
– Science, DOI:10.1126/science.1197258 (Felisa Wolfe-Simon {et al. : A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus)