Des chercheurs ont réussi à créer un réseau dynamique de réactions chimiques, proche de ce que l’on peut retrouver aujourd’hui dans la biochimie du vivant. © m.mphoto, Fotolia

Santé

De la chimie prébiotique à la vie sur Terre

ActualitéClassé sous :vie , acides aminés , nuage interstellaire

Deux petites biomolécules... Une eau riche en fer... C'est ce qu'il a suffi à des chercheurs de l'université de Strasbourg pour former, en quelques heures, un ensemble de biomolécules, sans aucune activité enzymatique. Un réseau dynamique de réactions chimiques proche de ce que l'on retrouve aujourd'hui dans le vivant.

La biochimie s'organise autour de cinq précurseurs métaboliques universels. Un peu comme le trafic du métro parisien s'articule autour de quelques grandes stations. Mais les chercheurs ignorent pourquoi la vie utilise justement les molécules et les réactions chimiques dont elle se sert parmi une large palette pourtant à sa disposition.

« Nous avons mélangé du glyoxylate et du pyruvate dans de l'eau chaude riche en fer. L'opération a donné naissance à un réseau de réactions comprenant plus de 20 intermédiaires biologiques, y compris des intermédiaires de la taille de six atomes de carbone », explique Kamila Muchowska, chercheur à l'université de Strasbourg.

Le vivant accumule des biomolécules qu’il construit à partir du CO2. Puis, il les décompose à nouveau en CO2. Le tout dans un processus complexe et dynamique que des chercheurs sont parvenus à recréer en laboratoire. Sur ce schéma, le réseau de réactions dopé par du fer (Fe2+ promoted reaction network) créant des acides aminés (amino acids) et les métabolites universels de la vie (life’s universal metabolites). © Université de Strasbourg

Le lien entre chimie et biologie

Et les chercheurs ont, non seulement, pu observer que la complexité de ce réseau augmente avec le temps mais que, à l'image de ce que sait faire la vie, il réduit également les intermédiaires en CO2« Le système chimique que nous avons obtenu ressemble conceptuellement à la fonction de l'anabolisme et du catabolisme biologiques », rapporte Joseph Moran, le responsable de l'équipe.

Lorsque les chercheurs ont enrichi leur expérience avec de l'hydroxylamine et du fer métallique, le réseau s'est mis à produire des acides aminés biologiques, au nombre de quatre. De là à penser que ce type de métabolisme chimique a pu construire les précurseurs des cycles biologiques, avant même que n'existent l'ATP et les enzymes, il n'y a qu'un pas. Un pas que les chercheurs strasbourgeois semblent prêts à franchir.

Pour en savoir plus

Acides aminés et apparition de la vie sur Terre

Des questions demeurent au sujet des acides aminés retrouvés dans les nuages interstellaires et les météorites : pourquoi certains acides aminés sont-ils présents dans les météorites et d'autres en sont-ils absents et pourquoi semblent-ils préférer la même chiralité gauche, comme les acides aminés terrestres ? La résolution de ces énigmes pourrait entraîner celle d'une des questions fondamentales de la science : où et comment la vie est-elle apparue ?

Article de CIRS publié le 21/11/2003

"Nous disposons, grâce à un type de météorites en provenance de l'espace, la chondrite carbonée, de ces matériaux extra-terrestres de la vie," précise Steve Macko, professeur de sciences environnementales à l'Université de Virginie (Charlottesville, Etats-Unis), en faisant référence aux huit acides aminés qui y ont été retrouvés. "Ces huit acides aminés sont identiques à ceux utilisés par la vie sur Terre, ce qui amène à penser à une origine cosmique des constituants de la vie terrestre," indique-t-il. Cette idée est renforcée par le fait que la Terre primitive a été bombardée par des météorites et que la glycine, un des vingt acides aminés entrant dans la composition des protéines de la matière vivante, a été détectée dans les nuages moléculaires interstellaires.

Tous les acides aminés terrestres et extra-terrestres présentent la même chiralité gauche, à l'exception de la glycine. Cette préférence pour la gauche est une condition préalable de la vie. Mais la raison de ce choix effectué par la vie en faveur de la gauche reste un mystère.

Pourquoi seulement huit des vingt acides aminés de la vie ont-ils par ailleurs été retrouvés dans les météorites ? "Il est possible que tous les acides aminés y fussent contenus mais que quelque chose dans l'histoire des météorites ou les procédures d'analyse utilisées ait réduit leur présence ou leur détection," avance Macko.

L'hypothèse selon laquelle les acides aminés d'origine cosmique ont contribué à l'apparition de la vie sur Terre est récente. Auparavant, on pensait que les acides aminés avaient été élaborés dans l'atmosphère primordiale de la Terre primitive. L'origine extra-terrestre de la vie sur Terre conduit par ailleurs à envisager la possibilité de son existence ailleurs.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi

Biodiversité sur Terre : histoire du concept et origines de la vie  Qu'est-ce que la biodiversité ? Le biologiste Gilles Bœuf nous explique ce concept et nous montre comment il permet d'appréhender la complexité de la vie terrestre. De cellules isolées à ses débuts il y a quatre milliards d'années, elle s'est diversifiée jusqu'à prendre des formes très diverses et sortir de l'océan. Un exploit pour des organismes comme nous qui sommes faits essentiellement d'eau...