Thomas Heams
enseignant chercheur
Abonné·e de Mediapart

70 Billets

0 Édition

Billet de blog 13 mai 2008

Arsenic et vieil ADN

Hasard des publications, il y a matière à vous parler aujourd'hui de ce que l'ADN aurait pu être ou pourrait être s'il n'était pas... de l'ADN.

Thomas Heams
enseignant chercheur
Abonné·e de Mediapart

Ce blog est personnel, la rédaction n’est pas à l’origine de ses contenus.

Hasard des publications, il y a matière à vous parler aujourd'hui de ce que l'ADN aurait pu être ou pourrait être s'il n'était pas... de l'ADN. Vous me voyez venir, je vais vous reparler d'une de mes marottes, à savoir : pourquoi la vie a pris sa forme actuelle et pas une autre ? Question gigogne, assez monstrueuse, parce qu'on ne peut s'empêcher de la creuser, tout en sachant qu'on risque bien de n'avoir jamais de réponse...

On commence par les travaux de Felisa Wolfe Simon(qui se qualifie sur son site de paleo-molecular-bio-inorganic-geo-chemical oceanographe, attention les chevilles !) qui co-signe avec Paul Davies un papier original cherchant a savoir si l'arsenic aurait pu origninellement rentrer dans la composition de l'ADN. Je vous épargne les détails techniques, voilà ce qu'il faut savoir pour comprendre la question : vous savez peut-être que l'ADN est une longue, très longue molécule, linéaire, en fait un enchainement de petites molécules qui peut être symbolisé comme une longue chaine. Filons cette métaphore pour dire que dans la molécule d'ADN « classique », chaque maillon est relié au suivant par un atome de phosphore. Les deux chercheurs se demandent si dans un premier temps un atome d'Arsenic n'aurait pas pu précéder le phosphore à cette place. Pourquoi se poser ce genre de question ? Tout d'abord parce qu' il y a des points communs entre ces deux atomes. Leur capacité à jouer ce rôle de lien, et pour ce faire, à se lier à des atomes d'oxygène. Certes, mais encore ? Un point intéressant : l'Arsenic était présent en quantité bien plus grande que le phosphore quand la vie est apparue. Et il y a plus : L'arsenic se lie spontanément à l'adénosine, un des composants de l'ADN. Mis bout à bout, ces observations fournissent l'esquisse d'une hypothèse. Mais il y a des zones d'ombre. Si l'arsenic remplace le phosphore, cela compromet l'existence d'une molécule dans laquelle il rentre en compositon, l'ATP, et qui est indispensable au métabolisme énergétique de tous les êtres vivants. Léger problème...et ce n'est pas le seul : comme le fait remarquer le biochimiste Steven Benner : un ADN-arsenic serait aussi beaucoup plus instable, beaucoup plus réactif, or c'est la stabilité de l'ADN qui lui donne en grande partie son rôle clé... Nous voilà donc au milieu du gué ! L'article du New Scientist qui évoque cette discussion imagine une voie de sortie : trouver des organismes jamais identifiés auparavant, constitués dADN-arsenic, qui confirmeraient ainsi l'hypothèse. Une branche totalement nouvelle du vivant, rien que cela ! Et qui nous entourerait sans qu'on l'ait jamais remarquée...faute de l'avoir cherchée. Ce type d'argument, c'est du Paul Davies tout craché, qui avait donné dans un numéro récente de Scientific American ( repris en couverture du numéro de mars dernier de Pour la Science) un article très emballant sur ce que pourrait être une vie différente de la notre, plutôt bactérienne, autour de nous, cohabitant avec les formes de vie que nous connaissons, mais ignorée faute de critères pour la rechercher. C'est là ou les travaux de Wolfe-Simon et Davies sont constructifs : sur la base d'hypothèses raisonnables, ils permettent de se canaliser un peu, et chercher dans une direction donnée. Mais, à supposer qu'on développe des techniques de détection d'ADN-arsenic, ne rien trouver ne prouverait pas forcément que l'hypothèse est fausse. L'arsenic pourrait, en raison de son abondance, avoir été une première étape dans l'apparition d'un proto-ADN, et s'être vu très tôt remplacé par le phosphore pour donner l'ADN stable suous la forme que nous lui connaissons aujourd'hui. Eternel dilemme des question touchant aux origine de la vie : on peut beaucoup imaginer, et rarement trancher !

Une fois qu'on a commencé à comprendre que l'on peut faire joujou avec l'ADN, comme l'illustre l'exemple précédent, on imagine facilement que les chercheurs s'en donnent a coeur joie, tout particulièrement les biochimistes de tout poil qui cherchent justement à comprendre ou à modifier les propriétés de la matière au niveau moléculaire. Un exemple parallèle au précédent : une équipe s'est intéressée à modifier non pas l'atome de phosphore, mais une portion plus grosse de la molécule, à savoir la molécule de sucre qui est présente sur chaque maillon de l'ADN. Ce sucre s'appelle le désoxyribose, et a donné son nom à la molécule, l'Acide DésoxyriboNucléique. L'équipe de John Chaput s'est ingéniée à remplacer ce sucre par un autre, le glycérol. Ce qui intéresse l'équipe de Chaput n'est pas tant l'origine de la vie que les nanotechnologies. En remplaçant un sucre par un autre, il potentialise en effet la longue molécule d'ADN, devenue AGN, au sens où il lui permet de former un plus grand nombre de nanostructures, et donc de jouer un plus grand nombre de rôles.

A l'heure où les nanotechnologies ont le vent en poupe ce genre de recherche n'est pas du tout anodin ! C'est l'occasion pour nous de regarder avec une certaine fascination cette fameuse molécule d'ADN, qui, modifiée ou pas, est tout sauf une simple molécule linéaire qui comporterait « seulement » de l'information génétique. Sa structure, sa topologie conditionnent son bon fonctionnement et en la modifiant, on peut lui faire jouer des rôles en 3D complètement inédits. Ceci est connu depuis longtemps chez sa cousine la molécule d'ARN, qui diffère elle aussi par la nature du sucre (le désoxyribose est ici naturellement remplacé par un ribose) . Ce simple remplacement lui permet de jouer des rôle très différents : la molécule d'ARN peut être un enzyme, c'est à dire fonctionner comme une protéine qui découperait, ou assemblerait des molécules.

En résumé, les chercheurs partent de ce qui existe, et développent un nombre croissant d'outils de la taille d'une molécule, en utilisant les fantastiques inventions du vivant, ce qui a de quoi rendre modeste. Ce faisant, ils tissent un lien étonnant entre ce que la vie a pu ou aurait pu être initialement, et des applications technologiques de pointe, nouveaux matériaux par exemple. Tout cela par la simple étude d'une seule molécule et de ses avatars. Je ne sais pas vous, mais en ce qui me concerne, cela ne cesse de me mettre en joie !

Bienvenue dans le Club de Mediapart

Tout·e abonné·e à Mediapart dispose d’un blog et peut exercer sa liberté d’expression dans le respect de notre charte de participation.

Les textes ne sont ni validés, ni modérés en amont de leur publication.

Voir notre charte

À la Une de Mediapart

Journal — Amérique Latine
Au Mexique, Pérou, Chili, en Argentine, Bolivie, Colombie, peut-être au Brésil... Et des défis immenses
Les forces progressistes reprennent du poil de la bête du Rio Grande jusqu’à la Terre de Feu. La Colombie est le dernier pays en date à élire un président de gauche, avant un probable retour de Lula au Brésil. Après la pandémie, les défis économiques, sociaux et environnementaux sont immenses.
par François Bougon
Journal
À Perpignan, l’extrême droite s’offre trois jours de célébration de l’Algérie française
À quelques jours des 60 ans de l’indépendance de l’Algérie, le maire Louis Aliot (RN) met à l’honneur l’Organisation armée secrète (OAS) et les responsables du putsch d’Alger pendant un grand week-end d’hommage à « l’œuvre coloniale ».
par Lucie Delaporte
Journal — Énergies
Gaz russe : un moment de vérité pour l’Europe
L’Europe aura-t-elle suffisamment de gaz cet hiver ? Pour les Européens, le constat est clair : la Russie est déterminée à utiliser le gaz comme arme pour faire pression sur l’Union. Les risques d’une pénurie énergétique ne sont plus à écarter. En première ligne, l’Allemagne évoque « un moment Lehman dans le système énergétique ».
par Martine Orange
Journal — Terrorisme
Attentat terroriste à Oslo contre la communauté gay : « Ça nous percute au fond de nous-mêmes »
La veille de la Marche des fiertés, un attentat terroriste a été perpétré contre des personnes homosexuelles en Norvège, tuant deux personnes et en blessant une vingtaine d’autres. En France, dans un contexte de poussée historique de l’extrême droite, on s’inquiète des répercussions possibles. 
par Pauline Graulle

La sélection du Club

Billet de blog
Roe VS Wade, ou la nécessité de retirer le pouvoir à ceux qui nous haïssent
Comment un Etat de droit peut-il remettre en cause le droit des femmes à choisir pour elles-mêmes ? En revenant sur la décision Roe vs Wade, la Cour suprême des USA a rendu a nouveau tangible cette barrière posée entre les hommes et les femmes, et la haine qui la bâtit.
par Raphaëlle Rémy-Leleu
Billet de blog
Droit à l’avortement: aux États-Unis, la Cour Suprême renverse Roe v. Wade
La Cour Suprême s’engage dans la révolution conservatrice. Après la décision d'hier libéralisant le port d’armes, aujourd'hui, elle décide d'en finir avec le droit à l'avortement. Laisser la décision aux États, c’est encourager l’activisme de groupes de pression réactionnaires financés par des milliardaires évangéliques ou trumpistes. Que se passera-t-il aux élections de mi-mandat ?
par Eric Fassin
Billet de blog
Cour Suprême : femme, débrouille-toi !
Décision mal-historique de la Cour Suprême états-unienne d’abroger la loi Roe vs. Wade de 1973 qui décriminalisait l’avortement. Décision de la droite religieuse et conservatrice qui ne reconnaît plus de libre arbitre à la femme.
par esther heboyan
Billet de blog
L'avortement fait partie de la sexualité hétéro
Quand j'ai commencé à avoir des relations sexuelles avec mes petits copains, j'avais la trouille de tomber enceinte. Ma mère a toujours dépeint le fait d'avorter comme une épreuve terrible dont les femmes ne se remettent pas.
par Nina Innana