Une bactérie remplace le phosphore par l'Arsenic

[ecolami]

Bonjour,
Le Lac Mono aux USA contient une eau saline, alcaline (pH 10) et avec des arseniates. Un chercheur a découvert une bactérie photosynthétique qui réduit As V en As III et qui ne contient pas de Phosphore: il est remplacé par l'Arsenic
L'article ne l'indique pas mais le remplacement doit être phosphate par Arseniate
https://scholar.google.com/citations...J:UeHWp8X0CEIC

Traduction Google
La vie est principalement composée des éléments carbone, hydrogène, azote, oxygène, soufre et phosphore. Bien que ces six éléments constituent les acides nucléiques, les protéines et les lipides et donc la majeure partie de la matière vivante, il est théoriquement possible que d'autres éléments du tableau périodique remplissent les mêmes fonctions. Ici, nous décrivons une bactérie, la souche GFAJ-1 des Halomonadaceae, isolée de Mono Lake, en Californie, qui est capable de substituer l'arsenic au phosphore pour soutenir sa croissance. Nos données montrent des preuves d'arséniate dans les macromolécules qui contiennent normalement du phosphate, notamment des acides nucléiques et des protéines. L'échange de l'un des bio-éléments majeurs peut avoir une importance évolutive et géochimique profonde.

Autres résultats avec la recherche ++Thomas Kulp lake Mono++
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[ecolami]

Suite
Un article beaucoup plus complet
https://www.sciencebase.gov/catalog/...b034bf6a7f4668

Traduction google


Des biofilms à pigments rouges se développent sur les surfaces rocheuses et pavées présentes dans les sources chaudes anoxiques situées sur l'île de Paoha dans le lac Mono. La communauté bactérienne était dominée (∼ 85 % des clones du gène de l'ARNr 16S) par des séquences du genre photosynthétique Ectothiorhodospira . Les matériaux de biofilm grattés incubés dans des conditions anoxiques ont rapidement oxydé l'As(III) en As(V) à la lumière via la photosynthèse anoxygénique, mais pourraient également facilement réduire l'As(V) en As(III) dans l'obscurité à des taux comparables. Des expériences de rétro-étiquetage avec 73 As(V) ont démontré que la réduction à 73 As(III) se produisait également à la lumière, illustrant ainsi la cooccurrence de ces deux processus anaérobies comme exemple d'arsénotrophie étroitement couplée. Les biofilms oxiques ont également oxydé l'As(III) en As(V). Biofilms incubés avec [ Le 14 C]acétate a oxydé le radiomarqueur en 14 CO 2 à la lumière mais pas à l'obscurité, indiquant une capacité de photohétérotrophie mais pas de chimiohétérotrophie. Les échantillons anoxiques incubés à l'obscurité ont démontré une réduction de l'As(V) liée à des ajouts d'hydrogène ou de sulfure mais pas d'acétate. La chimioautotrophie liée à l'As(V) telle que mesurée par fixation sombre du [ 14 C]bicarbonate dans le matériel cellulaire a été stimulée par H 2 ou HS − . Des gènes fonctionnels pour l' arsenate réductase respiratoire ( arraA ) et la résistance à l'arsenic ( arsB ) ont été détectés dans des amplicons séquencés d'ADN extrait, avec environ la moitié de l' arrA séquences étroitement apparentées (∼98 % d'identité d'acides aminés traduits) à celles de la famille des Ectothiorhodospiraceae . Étonnamment, aucun produit de PCR authentique pour l'arsénite oxydase ( aoxB ) n'a été obtenu, malgré l'observation de l'activité d'oxydation aérobie de l'arsénite. Collectivement, ces résultats démontrent des liens étroits entre ces processus redox de l'arsenic se produisant dans ces biofilms.

Les oxyanions du groupe 15 élément arsenic, arséniate [As(V)] et arsénite [As(III)], sont connus depuis des millénaires pour être de puissants poisons. Malgré sa toxicité bien établie pour la vie, le phénomène de résistance à l'arsenic a été découvert par lequel certains micro-organismes maintiennent une existence par ailleurs «normale» en présence de fortes concentrations d'As(V) ou d'As(III) (17, 29, 31). Plus récemment, il a été reconnu que certains représentants des domaines bactérien et archéen pouvaient effectivement exploiter le potentiel électrochimique du couple redox As(V)/As(III) (+130 mV) pour gagner de l'énergie pour la croissance. Ceci peut être réalisé soit en utilisant As(III) comme donneur d'électrons autotrophe, soit en utilisant As(V) comme accepteur d'électrons respiratoire (18, 21, 34). Ce dernier phénomène, bien que le plus souvent associé à la chimiohétérotrophie, peut également faire appel à des substances inorganiques comme le sulfure ou le H 2 . En effet, des anaérobies respiratoires As(V) présentant une capacité de chimioautotrophie avec ces donneurs d'électrons ont été isolés et décrits (5, 7, 16). Nous avons récemment rapporté que la photoautotrophie est soutenue par As(III) dans des biofilms anoxiques situés dans des sources chaudes sur l'île de Paoha à Mono Lake, en Californie (15). Ce procédé représente un nouveau moyen d'oxydation (III) obtenus par l' intermédiaire de la photosynthèse anoxygéniques se produisant dans certaines bactéries photosynthétiques (c. -à- Ectothiorhodospira ) et éventuellement dans certaines cyanobactéries ainsi (par exemple, « Oscillatoria »).

Qu'un habitat microbien soit ouvertement oxique ou anoxique, ou qu'il change dans le temps entre ces deux états au cours d'un cycle journalier, les liens énergétiques critiques entre les aérobies et les anaérobies sont connus depuis longtemps pour les cycles biogéochimiques d'éléments clés, tels que le soufre, le fer et azote. Le cas le plus étudié est le cas de l'azote, où un couplage écologique existe entre les processus de nitrification et de dénitrification (9, 10, 28). Le premier procédé fournit de l'énergie aux nitrificateurs aérobies, tandis que le second procédé consomme le nitrate produit par cette réaction, répondant ainsi aux besoins énergétiques des dénitrificateurs.

Pour l'arsenic, la détection à la fois de l'oxydation de l'As(III) et de la réduction de l'As(V) dans les incubations oxiques et anoxiques de périphyton fraîchement collecté suggère qu'un processus couplé analogue peut également se produire pour cet élément (12). De même, plusieurs sols non contaminés au Japon ont montré une capacité de réduction de l'As(V) ou de l'oxydation de l'As(III) lors de l'amendement à l'oxyanion d'arsenic et qu'ils aient été incubés dans des conditions oxiques ou anoxiques (39). Une coculture définie composée d'un oxydant As(III) aérobie (souche OL1) et d'un As(V) anaérobie respire (souche Y5) s'est avérée fonctionner de cette manière dans des conditions de laboratoire manipulées de tension d'oxygène (26). Nous avons poursuivi le phénomène du métabolisme couplé de l'arsenic en utilisant des matériaux collectés dans les biofilms des sources chaudes du lac Mono,mais nous nous sommes concentrés sur l'examen du cycle de l'arsenic dans des conditions anoxiques.

Dans cet article, nous rapportons les résultats obtenus par des incubations manipulées de biofilms à pigments rouges trouvés dans les sources chaudes de l'île de Paoha. Les caractérisations préliminaires des communautés de ces biofilms montrent qu'ils sont dominés par des bactéries du genre Ectothiorhodospira mais abritent également un assemblage d' archées apparentées aux halobactéries . Les résultats d'incubation ont démontré la présence des activités métaboliques de l'arsenic suivantes : réduction de l'As(V) respiratoire, oxydation de l'As(III) anaérobie photosynthétique et oxydation de l'As(III) aérobie, ainsi que les conditions écophysiologiques dans lesquelles elles se produisent. Étonnamment, nous n'avons pas pu obtenir de produits de PCR authentiques pour les gènes de l'arsénite oxydase ( aoxB ), malgré l'observation de l'activité d'oxydation aérobie de l'As(III). Ces biofilms servent de système modèle pour la façon dont le cycle anaérobie de l'arsenic peut être maintenu avec l'oxydation de l'As (III) par photosynthèse anoxygénique couplée à la régénération de ce donneur d'électrons via la réduction de l'As (V) dissimulatoire. L'importance qu'un tel écosystème anaérobie entraîné par la lumière a pu jouer dans la Terre archéenne est discutée.

[Tawahi-Kiwi]

https://scholar.google.com/citations...J:UeHWp8X0CEIC

Cet article (Wolf-Simon et al., 2010)a ete critique des sa publication et les resultats n'ont jamais pu etre repliques (aucun arsenic dans l'ADN de cette bacterie). Il s'agit juste d'une bacterie resistante a des concentrations significatives d'arsenic.

https://fr.wikipedia.org/wiki/GFAJ-1

T-K

[Tawahi-Kiwi]

Y'a aussi une floppee d'articles Futura & discussions sur le sujet:

https://forums.futura-sciences.com/p...e-de-nasa.html
https://forums.futura-sciences.com/c...terrestre.html
https://forums.futura-sciences.com/c...obiologie.html
https://forums.futura-sciences.com/c...me-de-vie.html
https://forums.futura-sciences.com/c...polemique.html
https://forums.futura-sciences.com/c...mis-a-mal.html
https://forums.futura-sciences.com/c...-larsenic.html

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[ecolami]

MERCI pour ces utiles précisions!