Des chercheurs de l’Institut de recherche Scripps (États-Unis) exposent leur idée sur la manière dont la vie a pu apparaître sur Terre. À partir d’ARN, mais aussi d’ADN. © Giovanni Cancemi, Adobe Stock
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Un mélange ADN-ARN à l'origine de la vie sur Terre ?

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Comment la vie est-elle apparue sur Terre ? La question se pose toujours. Des chercheurs décrivent aujourd'hui une réaction chimique qui pourrait bien avoir permis de former les tout premiers brins d'ADN.

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La vie est apparue sur Terre il y a environ quatre milliards d'années. Mais par quels processus ? La question n'a toujours pas trouvé de réponse franche. Pourtant des chimistes de l’Institut de recherche Scripps, aux États-Unis, envisagent aujourd'hui sérieusement une nouvelle piste. L'histoire aurait commencé avec le diamidophosphate (DAP). L'ion - de formule PO2(NH2)2- - était probablement présent sur la Terre primitive. Il se pourrait bien qu'il ait permis de tisser chimiquement de premiers mini blocs d'ADN.

« Notre découverte est une étape importante vers le développement d'un modèle chimique détaillé de l'origine des premières formes de vie sur Terre », précise l'auteur principal de l'étude, Ramanarayanan Krishnamurthy, professeur de chimie, dans un communiqué de l’Institut de recherche Scripps. La découverte en question fait suite à une série d'autres, publiées ces dernières années, suggérant que l'ADN et son cousin -- dont on parle beaucoup ces jours-ci --, l'ARN, sont nés ensemble, comme les produits de réactions chimiques similaires. Les premières molécules autoréplicantes - comprenez, les premières formes de vie - se présenteraient ainsi comme des mélanges des deux.

Depuis quelque temps déjà, l'équipe de Ramanarayanan Krishnamurthy doutait de l'hypothèse assez communément admise dite du « monde à ARN ». Selon cette hypothèse, les premières molécules autoréplicantes étaient à base d'ARN. Et l'ADN serait apparu plus tard, en tant que produit de ses formes de vie extrêmement primitives. Car l'ARN sait bien se répliquer. L'ennui, selon les chercheurs de l'Institut Scripps, c'est que celui-ci est « trop collant » pour avoir pu, à une époque où les enzymes n'existaient pas, se séparer des brins qu'il savait déjà si bien répliquer.

Un mélange d’ADN et d’ARN

La solution proposée par ces chercheurs : l'existence de brins moléculaires « chimériques » qui auraient pu contourner le problème. Tout simplement en façonnant des brins moins collants, qui peuvent se séparer relativement facilement. Une solution qui présuppose que des ribonucléosides et des désoxynucléosides -- des molécules à la base des éléments constitutifs de l'ARN et de l'ADN -- ont pu apparaître dans des conditions chimiques très similaires sur la Terre primitive.

En 2017, les chercheurs de l'Institut Scripps avaient déjà montré que le diamidophosphate avait pu jouer un rôle crucial dans l'enchaînement des tout premiers brins d'ARN. Aujourd'hui, ils font la même démonstration pour l'ADN. Il leur reste désormais à expérimenter ce DAP sur des mélanges de ribonucléosides et de désoxynucléosidesd pour voir quelles molécules « chimériques » se forment. Et si elles sont alors susceptibles de s'autorépliquer et d'évoluer.

La découverte pourrait également avoir des applications beaucoup plus pratiques. Le domaine de la synthèse artificielle d'ADN et d'ARN -- celui de la technique « PCR » popularisée par les tests Covid-19 -- compte aujourd'hui sur des enzymes plutôt fragiles. Demain, des méthodes chimiques robustes et sans enzyme pourraient se substituer à ces anciennes techniques.

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