Il existe des instants clés dans l'histoire de la Terre qui restent enveloppés de mystère. L'apparition des premières molécules capables de travailler ensemble pour donner naissance à la vie en fait partie.
Depuis plusieurs décennies, les chercheurs tentent de comprendre comment les briques chimiques de la vie primitive ont pu se lier entre elles. Une équipe de l'University College London (UCL) propose aujourd'hui une piste solide: elle a réussi à recréer en laboratoire la jonction entre des acides aminés, composants des protéines, et l'ARN, molécule porteuse d'informations. Publiée dans
Nature, cette étude relance le débat sur les conditions initiales de la chimie terrestre.
Image d'illustration Pixabay Reconstituer les premières étapes de la vie
Les protéines assurent une multitude de fonctions esentielles, mais elles ne peuvent pas se former sans instruction. C'est l'ARN qui fournit ces indications en jouant le rôle de messager. L'équipe de l'UCL a réussi à montrer qu'un lien direct pouvait s'établir entre ARN et acides aminés dans de simples conditions aqueuses.
Cette avancée rappelle un mécanisme que les cellules modernes accomplissent avec des machines moléculaires très complexes, les ribosomes. Ici, le processus repose uniquement sur une chimie spontanée, sans enzymes ni dispositifs sophistiqués. Les chercheurs ont ainsi obtenu une première étape vers l'élaboration de petites chaînes de protéines appelées peptides.
Cette découverte se distingue des travaux précédents, qui échouaient à cause de réactions parasites. Les tentatives antérieures utilisaient des molécules trop réactives qui se dégradaient dans l'eau et empêchaient l'association avec l'ARN.
Un mariage entre deux hypothèses majeures
Pour contourner l'obstacle, les chimistes se sont inspirés de réactions biologiques connues. Ils ont utilisé des thioeters, composés riches en énergie déjà impliqués dans de nombreux processus métaboliques actuels. Ces molécules sont capables d'activer les acides aminés et de faciliter leur liaison avec l'ARN.
L'intérêt est double: les thioesters étaient probablement présents sur la Terre primitive et leur utilisation unit deux scénarios souvent évoqués par les chercheurs. L'hypothèse du "monde ARN" suppose que cette molécule a joué un rôle central en se répliquant seule, tandis que l'hypothèse du "monde thioester" attribue à ces composés énergétiques la capacité de lancer les premières réactions vitales.
En reliant ces deux modèles, les auteurs suggèrent que l'origine de la vie pourrait avoir reposé sur une interaction entre porteurs d'information et sources d'énergie. Cette combinaison aurait ouvert la voie à la fabrication des premières protéines.
Des conditions plausibles sur la Terre primitive
Les expériences montrent que cette chimie fonctionne dans de l'eau à pH neutre, ce qui exclut les environnements océaniques trop dilués. Des lacs, des mares ou des zones côtières semblent plus adaptés pour concentrer les molécules nécessaires.
Certaines expériences indiquent même que des cycles de gel et de dégel pouvaient accélérer les réactions. La formation de poches de saumure dans la glace aurait pu rassembler les ingrédients à des concentrations suffisantes pour favoriser la liaison ARN-acides aminés.
Les chercheurs rappellent cependant que de nombreux obstacles restent à franchir. Il faudra notamment démontrer comment l'ARN a pu établir des préférences de liaison pour certains acides aminés, première étape vers l'émergence d'un véritable code génétique.