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Vers la résolution du mystère de l’origine de la vie ?

Ce n’est pas une blague : un article paru dans Nature aujourd’hui propose  un mécanisme chimique permettant d’expliquer pour la première fois comment  la vie aurait pu apparaître naturellement à partir de  matière inerte.
Quelques petites explications pour commencer. Comme vous le savez, toutes les cellules vivantes contiennent de l’ADN (abréviation d’acide desoxyribonucléique). Mais il existe [suite…]

Ce n’est pas une blague : un article paru dans Nature aujourd’hui propose  un mécanisme chimique permettant d’expliquer pour la première fois comment  la vie aurait pu apparaître naturellement à partir de  matière inerte.

Quelques petites explications pour commencer. Comme vous le savez, toutes les cellules vivantes contiennent de l’ADN (abréviation d’acide desoxyribonucléique). Mais il existe un autre acide nucléique dans nos cellules : l’ARN, l’acide ribonucléique. Dans nos cellules, le code génétique est sous forme d’ADN, qui est ensuite transcrit en ARN, qui lui-même est lu par la machinerie cellulaire pour produire des protéines, qui font effectivement la plupart des tâches dans la cellule (je viens de résumer en quelques mots ce qu’on appelle le dogme central de la biologie).

En réalité les choses sont évidemment plus compliquées. En particulier, si les molécules d’ARN sont capables de contenir et de transmettre de l’information, l’ARN peut aussi acquérir des propriétés chimiques similaires aux protéines. Du coup, l’ARN est un candidat idéal comme première molécule de la vie, car il peut à la fois contenir de l’information génétique comme l’ADN et faire le travail dévolu normalement aux protéines. Les spécialistes ont donc cette idée  qu’il y a très très longtemps, la vie a commencé en étant uniquement à base d’ARN. C’est ce qu’on appelle le monde ARN, RNA world en anglais. (pour plus de détail, j’avais écrit un billet très détaillé sur les dernières avancées dans la recherche sur la vie primitive il y a un an).

Reste un problème : comment donc est apparue la première molécule d’ARN dans la soupe primitive ? Powner et al, dans un article publié aujourd’hui dans Nature, montrent en fait comment des nucléotides à la base de l’ARN peuvent se former à partir de composants chimiques inertes, dans des conditions proches de ce qu’on trouvait sur la Terre primitive.

N’étant pas chimiste prébiotique, je me contenterai de résumer ce que je comprends du commentaire de Jack Szostak paru dans Nature. L’ARN est un acide ribonucléique, ribo- comme ribose (un sucre) et -nucléique comme nucleobase (les fameuses lettres du code génétique ATGC, avec U à la place de T pour l’ARN).Traditionnellement, les spécialistes de la chimie prébiotique se donnent un ensemble de réactifs chimiques plausibles pour une terre primitive, et essaient de trouver une recette de chimie pouvant avoir lieu dans la nature pour faire un ribose d’un côté, une nucléobase de l’autre, pour les combiner pour faire de l’ARN (réaction a ci-dessous).

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Plutôt que de faire ribose et nucléobase indépendamment et de les combiner, Powner et al. ont eu l’idée est de faire un composé chimique qui contient, très très grossièrement, une moitié d’un ribose et une moitié d’une nucléobase (le nom barbare du composé en question est 2-aminooxazole). Les chercheurs montrent d’abord comment ce composé aurait pu se former naturellement, puis se purifier et s’accumuler de lui-même par un simple jeu de chauffage/refroidissement dû au cycle du jour et de la nuit. Un peu d’urée (produite comme un déchet d’une réaction précédente) et une pincée d’ultraviolet, et une réaction chimique se produit à l’issue de laquelle on obtient simplement un précurseur d’ARN (réaction b ci-dessus)!

Szostak, grand spécialiste du sujet est très enthousiaste, affirmant dans Nature que cette approche ouvre des perspectives vertigineuses sur de nombreuses années. La grande question “d’où venons-nous” serait-elle sur le point d’être résolue ?

Pour finir sur une note darwinienne, le grand Charles écrivait en 1871 dans une lettre au botaniste Joseph Hooker que la vie avait commencé “dans un petit étang bien chaud, avec toute sorte de sels d’ammoniaque et de phosphore”.  Le travail de Powner et al correspond bien à cette idée : nul besoin d’imaginer des mécanismes compliqués impliquant volcans ou fumerolles dans les grands fonds océaniques, juste un petit étang s’évaporant partiellement lorsqu’il est chauffé par le soleil pour concentrer  le 2-aminooxazole.

Fascinant, non ?

Références :

Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions, Matthew W. Powner et al., Nature 459, 239-242 (14 May 2009)

Origins of life: Systems chemistry on early Earth. Jack W. Szostak,Nature 459, 171-172 (14 May 2009)

Un article du New York Time sur le sujet

À propos de l'auteur

Tom Roud

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