Origine de la vie
Sciences
"L'acide ribonucléique, ou ARN, permet au matériel génétique des cellules d'être exploité pour synthétiser des molécules essentielles du vivant comme les protéines et les enzymes. Des expériences montrent que cet acide peut se former facilement en percolant tel le café avec de l'eau à travers des laves vitrifiées que l'on trouvait en abondance sur la Terre primitive et sur Mars. La découverte renforce l'hypothèse du « Monde à ARN » pour l'origine de la vie."
Une équipe de chercheurs menée par Elisa Biondi et Steven Benner, tous deux membres de la Foundation for Applied Molecular Evolution aux États-Unis, vient de publier dans le célèbre journal Astrobiology une découverte intéressante susceptible d'éclairer l'origine de la vie sur Terre et tout aussi prometteuse quant aux spéculations sur son apparition sur Mars.
Pour présenter ce travail, on peut commencer par reprendre des considérations que Futura avait exposées dans de précédents articles, dont celui ci-dessous qui parlait déjà de ce que l'on appelle l'hypothèse d'un Monde à ARN présentée dans la vidéo de Marie-Christine Maurel ci-après.
Ces considérations pourront aussi être complétées par la série de vidéos sur l'origine de la Vie qu'a mise en ligne la Société française d'exobiologie dont une première se trouve en bas de cet article et qui nous est présentée par Hervé Cottin, astrochimiste, professeur des universités, LISA, Université Paris Est Créteil/Université de Paris/CNRS.
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Une variante de ce scénario sera considérée au XXe siècle tout d'abord avec la théorie de la soupe chaude primitive proposée dans les années 1920 par le biochimiste Alexandre Oparine (1894-1980) que l'on peut voir s'exprimer dans une vidéo de l'INA (voir précédent article ci-dessous), son collègue John Haldane (1892-1964) puis avec la fameuse expérience de Miller en 1953.
Métabolisme, système génétique et membrane en coévolution
Mais, depuis cette date, le problème de l'apparition des premières cellules vivantes est resté notoirement difficile et peu de progrès ont été accomplis.
Rappelons que le métabolisme est l'ensemble des processus qui permettent à un être vivant de fabriquer (anabolisme) ou de détruire (catabolisme) ses constituants (sucres, protéines, lipides...) à partir de précurseurs et qui assurent aussi la collecte ou la production d'énergie.
Le système génétique repose, lui, sur l'ADN qui contient l'information permettant la synthèse des protéines du vivant.
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On a cependant découvert que l'ARN, qui joue un rôle primordial dans la construction des protéines à partir de l'information issue de l'ADN, pouvait avoir des propriétés autocatalytiques lui permettant de se comporter un peu comme des enzymes vis-à-vis de lui-même.
Les scientifiques restent confrontés depuis lors à un véritable nœud gordien faisant intervenir l'origine du métabolisme, celle du système génétique et enfin celle de la compartimentation de la vie.
De l'ARN formé par percolation dans le verre volcanique
L'article, aujourd'hui publié dans Astrobiology et la découverte qu'il expose, apporte peut-être quelques éléments de réponse.
Les minéraux n'ayant pas eu le temps ou la possibilité de cristalliser il apparaît donc au microscope comme une pâte amorphe.
La genèse de verres volcaniques devait être encore plus importante pendant l'Hadéen sur Terre et le Noachien sur Mars.
Or, de façon étonnante, avec des expériences qui sont accessibles à des étudiants des premières années d'université en chimie, les chercheurs viennent donc de montrer aujourd'hui qu'un mélange aqueux de ribonucléosides triphosphatés percolant dans du verre volcanique forme spontanément et facilement des brins d'ARN contenant de 100 à 200 nucléotides.
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C'est d'autant plus vrai que l'on sait que les impacts d'astéroïdes peuvent aider à fabriquer des ribonucléosides triphosphatés.