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Posté par Michel le Mardi 13/03/2012 à 00:00
Des briques de la vie primitive dans une comète artificielle
Les premières molécules de la vie se forment naturellement dans les comètes: c'est ce que suggèrent des travaux menés par une équipe franco-allemande comprenant les groupes d'Uwe Meierhenrich et de Cornelia Meinert de l'Institut de chimie de Nice (Université Nice Sophia Antipolis/CNRS), et de Louis Le Sergeant d'Hendecourt de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique...) spatiale (CNRS/Université Paris-Sud). Après avoir fabriqué une comète artificielle, les chercheurs ont analysé ses composants avec une technique unique au monde (Le mot monde peut désigner :). Et il est apparu pour la première fois que les comètes pourraient renfermer des molécules qui constituaient la matière génétique primitive: des « acides diaminés » (1). Au croisement de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.), de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...), et de l'astrophysique, ces travaux soutiennent la thèse selon laquelle les briques élémentaires de la vie (La vie est le nom donné :) ne sont pas apparues sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...) mais dans l'espace. Ils viennent d'être publiés dans la version en ligne de la revue ChemPlusChem.


Chromatogramme de la glace cométaire réalisé avec le « chromatographe multidimensionnel en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) ». Chaque pic correspond à un acide-aminé.
Plus le pic est haut, plus la quantité d'acide-aminé présente est importante.
ChemPlusChem, 77 (2012)
© Wiley-VCH GmbH & Co.

Ces analyses s'inscrivent dans le cadre de la grande mission spatiale européenne « Rosetta ». Ce programme a pour objectif de faire atterrir en 2015 une sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est...) sur la comète Tchourioumov-Guerassimenko pour étudier la composition de son noyau. Pour essayer d'anticiper les résultats de Rosetta, les scientifiques ont imaginé fabriquer une comète artificielle, ou « glace interstellaire/cométaire simulée », et analyser ses constituants.

L'équipe de Louis Le Sergeant d'Hendecourt s'est chargée de fabriquer une micro-comète à l'Institut d'astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) . Dans des conditions extrêmes semblables à celles de l'espace (-200°C et sous vide), les chercheurs ont condensé, sur un morceau solide de fluorure de magnésium (MgF2), des composés existant dans le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur environnement...): des molécules d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) (H2O), d'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base trigonale : l'atome...) (NH3) et de méthanol (CH3OH). Cela, en irradiant le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) avec un rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.). Au bout de dix jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...), ils ont obtenu quelques précieux microgrammes (10-6 grammes) de matière organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les...) artificielle.

Cette matière organique interstellaire simulée a été ensuite analysée à l'Institut de chimie de Nice (Université Nice Sophia Antipolis/CNRS) par l'équipe d'Uwe Meierhenrich et de Cornelia Meinert. Cela, avec une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) très performante: un « chromatographe multidimensionnel en phase gaz » (un « GCxGC/TOF-MS »). Installé à Nice en 2008, cet appareil permet de détecter dix fois plus de molécules dans un échantillon qu'un chromatographe traditionnel dit « monodimensionnel ».

Grâce à leur technologie, les chimistes ont pu identifier vingt-six acides aminés dans la comète artificielle. Là où les précédentes expériences internationales avaient trouvé seulement trois acides aminés. Plus important, ils ont aussi découvert ce que personne n'avait observé avant eux: six acides diaminés, dont - surtout - la N-(2-Aminoethyl)glycine. Un résultat révolutionnaire. Car ce dernier composé pourrait être un des constituants majeurs de l'ancêtre de l'ADN terrestre: la molécule d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) peptidique nucléique (APN).

Primordiaux, ces résultats indiquent que les premières structures moléculaires de la vie auraient pu se former dans le milieu interstellaire et cométaire, avant d'atterrir sur la Terre primitive lors de la chute de météorites et de comètes.

L'étape suivante: déterminer les conditions de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.), de température, de pH, etc., dans lesquelles la N-(2-Aminoethyl)glycine a pu ensuite former de l'APN. Pour mener à bien ce nouveau projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...), les chercheurs ont déjà commencé à constituer une collaboration avec deux grandes équipes, l'une américaine et l'autre, anglaise.


Note:

(1) Acides diaminés: molécules formées de deux « groupes amines » (–NH2) et non d'un seul comme les acides aminés classiques qui constituent les protéines.


Référence:

N-(2-Aminoethyl)glycine and Amino Acids in Interstellar Ice Analogues ; Cornelia Meinert, Jean-Jacques Filippi, Pierre de Marcellus, Louis le Sergeant d'Hendecourt, and Uwe J. Meierhenrich
ChemPlusChem, online le 29 février 2012.


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Source: CNRS