Voilà à quoi pourraient ressembler les premières protocellules du vivant sur Terre, ayant émergé voici 3,5 à 4 milliards d’années, selon l’équipe dirigée par Jack W. Szostak (Harvard Medical School). L’origine de la vie suppose le passage d’une évolution chimique à une évolution biologique : on sait que tous les ingrédients (atomiques, moléculaires) étaient présents sur Terre, parfois même dans l’espace, et sont assez « simples » à obtenir, mais on ignore comme le processus de réplication a pu démarrer. De nombreux problèmes se posent, parmi lesquels la naissance des membranes caractérisant la vie cellulaire : l’information génétique (ADN ou ARN) doit être protégée du milieu extérieur, mais elle doit d’abord y avoir pénétré et la protection membranaire ne doit pas empêcher les échanges avec le milieu, nécessaires pour trouver de l’énergie. C’est ce point précis que l’équipe de Szostak a travaillé, en produisant un modèle expérimental crédible des premières membranes. Des acides gras simples plongés en milieu aqueux peuvent se « replier » en exposant leurs chaînes hydrophiles vers l’extérieur (et hydrophobes vers l’intérieur). L’expérience du laboratoire a montré que de telles membranes peuvent laisser le passage à des molécules chargées comme les nucléotides. Ce n’est pas le dernier mot sur l’élucidation des origines de la vie, puisque de nombreuses autres questions restent en suspens, notamment l’autocatalyse et l’émergence du monde ARN. Mais ce travail rappelle comment les chercheurs envisagent la résolution du problème depuis quelques décennies : un processus pas à pas, dans une chimie prébiotique faite d’essais et erreurs innombrables avec émergence de « solutions » localement stables, en cela pas très éloigné de l’algorithme darwinien guidant la future évolution du vivant.Référence :
Mansy S.S. et al. (2008), Template-directed synthesis of a genetic polymer in a model protocell, Nature , online pub., doi:10.1038/nature07018
Illustration : Janet Iwasa, Szostak Laboratory, Harvard Medical School and Massachusetts General Hospital.
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2 commentaires:
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À la fin de son ouvrage "The ancestor's Tale", Richard Dawkins suggère que le passage du non vivant au vivant a pu se produire avec un réplicateur qui n'était pas de l'ADN et qui n'avait pas besoin de membrane, ces deux éléments étant le produit de la sélection naturelle qui aurait eu lieu par la suite.
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En qualité de médecin, je suis "un peu" familier des explications biologiques... ADN, ARN, protéines.. etc
Je retiens au bout du compte que le profond mystère des origines de la vie demeure quant à savoir comment nous sommes passés de l'inerte au "Vivant".
Même la piste de l'ARN, a priori intéressante, semble pour le moment très spéculative. Si elle devait être confirmée comme "sérieuse" et "plausible", elle ne représenterait au bout du compte qu'une petite pièce en plus dans un gigantesque puzzle qui en comporterait des milliers... encore à découvrir.
Un très long chemin reste à parcourir...
Il faut parvenir à expliquer comment peut se former au préalable une molécule complexe prébiotique sur les seules bases du hasard des rencontres entre molécules ou atomes plus simples... ça reste pour le moment un mystère.La recontre doit se faire dans un espace quasi ponctuelle à l'échelle moléculaire.
Pour certaines molécules complexes par exemple (acides aminées, protéines..), elles-mêmes assemblages complexes de sous-fractions identiques, il faut parvenir à expliquer comment des structures molécules parfaitement identiques (certaines comportant des centaines voire des milliers d'atomes !) se sont formées "par hasard" .. en un même lieu de l'espace moléculaire.
Supposons qu'une structure complexe prébiotique voit le jour... Ce qui est surtout un mystère c'est d'arriver à expliquer pourquoi une molécule à un moment donné jugée "complexe" ou "prébiotique" ... reste comme intacte et préservée dans sa complexité "prometteuse"... sur des échelles de temps s'écoulant sur des millions d'années... au sein d'une "soupe primitive" particulièrement agitée et délétère (... car soumise à des contraintes énormes en terme de température, pression radiations... etc) ... DONC en principe et théoriquement peu propice au maintien de la complexité... au-delà de quelques minutes ou heures ! Les scientifiques ont-ils une théorie pour expliquer ce souci curieux de préservation de la complexité ?
Je ne le crois pas !
Quand pensez-vous ? J'aimerais bien que l'auteur de l'article esquisse une réponse !
Merci d'avance.
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