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Posté par Redbran le Jeudi 31/08/2017 à 00:00
Une piste sur la façon dont la vie est apparue sur Terre
Des molécules auto-réplicantes fournissent des indices sur la manière dont la vie a commencé

La découverte fortuite de molécules capables de se copier elles-mêmes pourrait faire la lumière sur la très ancienne question concernant la façon dont la vie (La vie est le nom donné :) est apparue sur notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que...).

Dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) REPLI, d'une durée de cinq ans et financé par l'UE à hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 1,5 million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui...) d'euros, des scientifiques ont étudié comment des molécules auto-réplicantes ont acquis des caractéristiques que l'on trouve dans les êtres vivants. Ces molécules pourraient constituer un modèle simple des processus fondamentaux intervenant au cours de la formation des espèces. Elles pourraient également signifier que la diversité biologique peut avoir ses racines au niveau moléculaire.

"Nous avons pu observer le comportement de molécules auto-réplicantes dans des systèmes non biologiques, qui commencent à montrer de fortes similarités avec ce que nous observons en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie...)", déclare le coordinateur du projet Sijbren Otto, professeur de 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...) des systèmes à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Groningen. Il ajoute: "l'une des questions fondamentales abordées par notre recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...), au moins en partie, concerne la façon dont la vie est apparue."

L'équipe de REPLI a constaté qu'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) de molécules réplicantes, découvertes par hasard (Dans le langage ordinaire, le mot hasard est utilisé pour exprimer un manque efficient, sinon de causes, au moins d'une reconnaissance de cause à effet d'un événement.), peuvent muter de façon spontanée. "La forme la plus simple d'un système auto-réplicant est une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...) isolée qui fait des copies exactes d'elle-même. Avec l'évolution, il faut que la structure de certaines de ces copies soit légèrement différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau...) de celle de l'original, c'est ce qu'on appelle des mutations. Nous avons pu reproduire ce phénomène en laboratoire", déclare le professeur Otto. "Nous l'avons observé en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel au niveau moléculaire: une fois qu'un ensemble de mutants s'est formé, un deuxième ensemble se sépare un peu plus tard du premier, ce qui est similaire à la façon dont de nouvelles espèces apparaîtraient en biologie."

L'équipe a constaté que ces deux ensembles distincts de molécules entrent en compétition pour deux différents blocs de base ou sous-composants qui composent les molécules, ce qui rappelle la façon dont les animaux rivalisent pour la nourriture.

L'effet de l'environnement sur la structure moléculaire

Le projet a également découvert que l'environnement du réplicateur détermine sa structure moléculaire. "On pourrait établir un parallèle avec l'adaptation biologique", déclare le professeur Otto. "Dans l'évolution biologique, les organismes s'adaptent aux modifications du milieu et nous constatons un phénomène similaire au niveau très rudimentaire des molécules réplicantes."

L'équipe a pu étudier les théories relatives à l'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs domaines :) en utilisant des expériences basées sur un système de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens...). Celles-ci consistent à introduire les composants de base utilisés par les réplicateurs pour se construire eux-mêmes, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en évacuant au même rythme la même quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) de ces composants, de façon à ce que leur volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le total n'est pas...) reste constant. "Si les réplicateurs de l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) peuvent s'autoreproduire plus rapidement qu'ils ne sont évacués du système, ils survivront. Mais s'ils en sont incapables, ils disparaissent et s'éteignent", fait observer le professeur Otto, qui ajoute que "la dure réalité est que l'évolution ne fonctionne que si la vie s'accompagne de la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général,...)."

Vers des formes de vie rudimentaires

L'essentiel du travail en laboratoire a porté sur des molécules de peptides contenant jusqu'à 40 acides aminés. "Mais les principes pourraient être étendus à d'autres classes de molécules. La seule exigence réelle est que les molécules doivent pouvoir se coller les unes aux autres pour s'assembler en structures de plus grande taille", précise le professeur Otto.

Le CER a accordé une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une...) de 2,5 millions d'euros pour une durée de cinq ans à partir de septembre 2017, afin de poursuivre cette recherche dans le cadre du projet Steps Towards the Novo Life. "Un objectif ultime serait de pousser les molécules auto-réplicantes vers une forme de vie rudimentaire", déclare le professeur Otto.

"Pour atteindre le niveau de sophistication et de complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en sociologie,...) que nous observons aujourd'hui, la vie a évolué pendant des milliards d'années. Ce que nous allons produire en laboratoire au cours de notre vie ne pourra pas rivaliser avec elle. Mais nous espérons saisir l'essence de la vie, le strict minimum à quoi elle se résume et comment elle a commencé."

Pour plus d'information voir: projet REPLI

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Source: CORDIS-Europa