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Les chercheurs de l'Institut de science et d'ingénierie supramoléculaires (CNRS/Université de Strasbourg) sont parvenus à reproduire de manière non enzymatique six des onze étapes qui constituent le cycle de Krebs inverse. Ce cycle, au cœur du métabolisme de certains organismes primitifs, leur permet notamment de se maintenir en vie. L'originalité du travail ? Sa réalisation dans un environnement pré-biotique c'est-à-dire dépourvu d'enzymes, que l'on pensait nécessaires à ces réactions métaboliques. Une avancée dans la compréhension des origines de la vie... Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Ecology and Evolution.
Le cycle de Krebs inverse permet la synthèse des cinq précurseurs à l'origine des sucres, acides aminés ou autres molécules essentielles au métabolisme des cellules des êtres vivants. Il est actuellement bien établi que des enzymes rendent possible les réactions chimiques qui interviennent dans le cycle. Réussir à reproduire ce cycle dans un environnement pré-biotique, c'est-à-dire de manière non enzymatique, permettrait de préciser dans quelles conditions est apparue la vie.
En s'inspirant de l'environnement existant dans les sources hydrothermales océaniques où ont été recensés des organismes primitifs, les chercheurs de l'Institut de science et d'ingénierie supramoléculaires ont identifié et reproduit des conditions expérimentales permettant de réaliser six séquences réactionnelles du cycle de Krebs inverse en l'absence d'enzymes. En milieu acide et en présence de fer métallique, ils ont réalisé la transformation d'oxaloacetate en succinate et d'oxalosuccinate en citrate, molécules qui interviennent dans le métabolisme cellulaire de tous les organismes vivants. Dans ces mêmes conditions, la synthèse d'acides aminés, constituants des peptides et des protéines, a également été mise en évidence.
Ces travaux sur le cycle de Krebs inverse viennent renforcer cette hypothèse encore peu étudiée sur l'origine du métabolisme cellulaire, bien avant l'apparition des enzymes, et ouvre des perspectives dans le domaine de la chimie pré-biotique.
Référence publication:
Kamila B. Muchowska , Sreejith J. Varma , Elodie Chevallot-Beroux , Lucas Lethuillier-Karl , Guang Li & Joseph Moran
Metals promote sequences of the reverse Krebs cycle
Nature Ecology and Evolution 2 octobre 2017
[u=https://www.nature.com/articles/s41559-017-0311-7]doi:10.1038/s41559-017-0311-7[/u]
Contact chercheur:
Joseph Moran, Institut de science et d'ingénierie supramoléculaires – Strasbourg
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