Un indice de plus pour comprendre l'origine de la vie: la mordenite
Publié par Isabelle le 29/07/2019 à 14:00
Source: CNRS INC
En collaboration avec l'Université de Paraiba, le Centre de biophysique moléculaire d'Orléans et le Laboratoire de catalyse et spectroscopie de Caen, une équipe du Laboratoire d'archéologie moléculaire et structurale (CNRS/Sorbonne Université) a montré qu'il est possible de s'affranchir d'activateurs chimiques pour former les premières briques élémentaires du vivant. La solution ? Un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) microporeux, la mordenite, qui agit comme un nanoréacteur. Ces résultats étonnants sont parus dans la revue The Journal of Physical Chemistry Letters.


© Maguy Jaber

La formation sur une Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par...) primitive de molécules d'ARN, clés dans l'apparition du vivant, n'a jusqu'à ce jour (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 Soleil...) pas été élucidée. Elle semble chimiquement impossible dans un océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en...) primitif, principalement dominé par la présence de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), en l'absence de catalyseurs (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas dans...) et d'activateurs chimiques. De plus, le ribose, sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est majoritairement formé d'un composé nommé...) constituant les éléments de base de l'ARN, est particulièrement instable. Les spécialistes s'interrogent donc sur la manière dont les premières briques élémentaires de l'ARN, et donc du vivant, ont été protégées de la dégradation et dont les processus de polymérisation, menant à des molécules plus complexes, ont eu lieu. Apportant une réponse nouvelle à ces questions, une équipe du LAMS (CNRS/Sorbonne Université), en collaboration avec l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Paraiba, le Centre de biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils d'observations des phénomènes physiques sont appliqués aux molécules d'intérêt biologique.) moléculaire d'Orléans et le Laboratoire de catalyse (La catalyse est l'action d'une substance appelée catalyseur sur une transformation chimique dans le but de modifier sa vitesse de réaction. Le catalyseur, qui est en général en quantité beaucoup plus faible...) et spectroscopie de Caen, a montré que l'on pouvait s'affranchir de l'utilisation d'activateurs chimiques grâce à un matériau microporeux, la mordenite.

En ajoutant du ribose, du phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque d'une base par de l'acide phosphorique.) et de l'adénine à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) du matériau, il a été possible de former, pour la première fois en condition prébiotique, des molécules briques élémentaires de l'ARN: les adénosines monophosphate, di-phosphate et triphosphate. La formation des deux dernières, hautement énergétiques, est inédite sans la présence d'activateurs. De plus, l'étude montre que ces adénosines ne se contentent pas de rester à la surface du matériau mais s'infiltrent dans toute la porosité: le matériau joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) donc le rôle de nanoréacteur permettant à la fois de protéger les molécules et d'initier leur polymérisation par une catalyse sans activateur chimique.

Ce résultat exceptionnel montre donc pour la première fois la formation de ces adénosines dans des conditions géochimiques compatibles avec une Terre primitive, ce qui ouvre la voie à une formation abiotique d'ARN.

Référence publication:
Francisco Rodrigues (Rodrigues est la plus petite des trois îles de l’archipel des Mascareignes.), Thomas Georgelin, Guillaume (Guillaume est un prénom masculin d'origine germanique. Le nom vient de Wille, volonté et Helm, heaume, casque, protection.) Gabant, Baptiste Rigaud, Fabrice Gaslain, Guanzheng Zhuang, Maria Gardênnia da Fonseca, Valentin Valtchev, David Touboul, Maguy Jaber.
Confinement and Time Immemorial: Prebiotic Synthesis of Nucleotides on a Porous Mineral Nanoreactor
J Phys Chem Lett
- juin 2019
DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b01448

Contacts chercheurs:
- Maguy Jaber - Chercheuse (LAMS UMR8220) - maguy.jaber at sorbonne-universite.fr
- Francisco Rodriguez - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) (LAMS UMR8220) - francisco_quimico at hotmail.com
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou...) - inc.communication at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).fr
- Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses substances et à extraire certains produits (huile, pommes, poudre,...) - INC & 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.) parisien 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 espaces...) moléculaire - inc.communication at cnrs.fr
- Sophie Félix - Chargée de communication - inc.communication at cnrs.f
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