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Origines de la vie : un composant-clé de l'ADN possiblement importé par les comètes !

Publié le 18 Avril 2016, 12:33pm

Catégories : #SCIENCE

Origines de la vie : un composant-clé de l'ADN possiblement importé par les comètes !

C'est un indice de plus du rôle fondamental que les comètes ont pu jouer dans l'apparition de la vie. Et pas n'importe lequel ! Pour la toute première fois, une équipe de chercheurs de l'Institut de chimie de Nice (université Nice Sophia-Antipolis/CNRS) vient de parvenir à détecter des sucres, et en particulier du ribose, dans une micro-comète artificielle, produite en laboratoire. Ribose, qui n'est autre que l'un des composants centraux de l'ADN et de son ancêtre, l'ARN, molécules qui fournissent, à elles deux, le support de l'information génétique de tous les êtres vivants. Un sucre nécessaire à l'apparition de la vie que, paradoxalement, aucun scénario scientifique n'a encore réussi à faire « apparaître » sur Terre avant l'émergence du vivant.

Une pièce essentielle manquante 

« Pour synthétiser du ribose (C5H10O5), il faut un environnement qui favorise une réaction chimique, appelée réaction de formose, nécessitant la présence de formaldéhyde (CH2O), en solution aqueuse, à un pH élevé. Ce qui n'existe pas sur Terre à l'époque qui précède l'apparition de la vie ! » explique le professeur Uwe Meierhenrich, coauteur de l'étude à paraître ce vendredi dans la célèbre revueScience. En revanche, en simulant l'évolution que subissent les grains de poussière enrobés de glace qui constituent la matière première des comètes dans l'espace interstellaire, les chercheurs viennent de démontrer que différents sucres, dont le ribose, sont naturellement produits.

Mais, alors, comment s'y sont-ils pris ? L'histoire remonte à la fin des années 90. À l'époque, l'équipe d'Uwe Meierhenrich planche sur la fabrication d'un outil destiné àl'atterrisseur Philae de la mission Rosetta, un chromatographe en phase gazeuse, qui sépare et quantifie les différentes molécules présentes dans un échantillon, couplé à un spectromètre de masse, capable d'identifier précisément chacune de ces molécules. Or, pour créer un outil performant, les chercheurs ont besoin de procéder à des tests sur des échantillons de glace cométaire qui leur est impossible de se procurer.

C'est alors qu'intervient l'équipe de Louis Le Sergeant d'Hendecourt, de l'Institut d'astrophysique spatiale (université Paris-Sud/CNRS), qui va leur fournir des micro-comètes artificielles, produites en laboratoire, selon une technique initiée par son ancien directeur de thèse, Jérôme Mayo Greenberg, de l'université de Leyde aux Pays-Bas (1922-2001). Dans des conditions similaires à celles de l'espace (- 200 °C et sous vide), les scientifiques condensent des éléments présents dans le milieu interstellaire – eau (H2O), ammoniac (NH3) et méthanol (CH3OH) – sur un morceau solide de fluorure de magnésium (MgF2). Puis, pour parfaire la simulation, le tout est ensuite soumis à des ultraviolets et porté à une température équivalant à celle que les comètes rencontrent lorsqu'elles se rapprochent du Soleil.

 

 

Voici le dispositif dans lequel les micro-comètes artificielles sont générées. © D.R.

 

 

Ces indices qui pointent tous vers les comètes

Depuis, grâce à ces micro-comètes artificielles, Uwe Meierhenrich et sa collègue Cornelia Meinert ont fait deux, et maintenant trois, découvertes assez fondamentales. D'abord, en 2012, ils ont montré qu'elles contenaient des acides aminés, les briques moléculaires des protéines. Ensuite, en 2015, ils y ont détecté des aldéhydes, des molécules organiques apparentées aux sucres. Enfin, en 2016, grâce à une version améliorée de l'outil conçu pour Philae, intégrant une nouvelle génération de chromatographe, baptisée chromatographie multidimensionnelle, ils annoncent qu'ils ont mis la main sur le précieux ribose composant essentiel de l'acide ribonucléique (ARN) et de l'acide désoxyribonucléique (ADN). « Et, pour expliquer sa présence, nous proposons une réaction de formose se produisant non pas sur Terre mais dans l'espace. Ce qui est, pour le coup, un modèle très réaliste puisqu'on considère que chaque heure, chaque jour, chaque année, des sucres se forment dans le milieu interstellaire », précise Uwe Meierhenrich.

 

 

La chromatographie multidimensionnelle permet de séparer et de quantifier les différentes molécules présentes dans un échantillon, comme la molécule de ribose représentée en haut à gauche, avec une précision inégalée. © Cornelia Meinert / CNRS

 

 

Bien sûr, il conviendrait maintenant de parvenir à reproduire cette détection sur une véritable comète. Ce que Philae n'est plus en mesure de faire, mais que la sonde Rosetta pourrait peut-être encore parvenir à réaliser grâce à ses outils Rosina et Cosima. À moins que cette tâche ne revienne à la mission japonaise Hayabusa 2 ou à la mission Osiris-Rex sur laquelle planche la Nasa, et qui ont toutes deux pour but de ramener des échantillons provenant d'astéroïdes, pouvant être d'anciennes comètes. Mais, pour Uwe Meierhenrich, ce n'est pas si nécessaire.

« Le ribose est là, nous en sommes certains puisque la technique utilisée exclut toute contamination », affirme Uwe Meierhenrich. En effet, dans les glaces cométaires artificielles, tous les atomes de carbone sont du carbone 13, bien distinct du carbone 12 des êtres vivants. « Or, tous les sucres que nous détectons, y compris le ribose, sont uniquement formés avec du carbone 13. Il n'y a donc pas de doute possible », assure le chercheur. Et si les comètes contiennent bien du ribose, il y a fort à parier que ce sont elles, en s'écrasant sur Terre dans un lointain passé, qui ont apporté cet élément essentiel pour l'apparition de la vie, en même temps que de tout aussi précieux acides aminés.

 

 

Le ribose se forme dans le manteau de glace des grains de poussière, à partir de molécules précurseurs simples (eau, méthanol et ammoniac) et sous l’effet de radiations intenses. © Cornelia Meinert (CNRS) et Andy Christie (Slimfilms.com)

 

 

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