« Et si la vie avait commencé par un accident chimique ? » : cette découverte des chercheurs relance un mystère vieux de 4 milliards d’années

Et si le secret de nos origines tenait à une simple réaction dans une flaque d’eau ?

Des chercheurs de l’University College London viennent de réussir une prouesse : reproduire en laboratoire une réaction chimique qui pourrait être à l’origine de la toute première liaison entre l’information génétique et les briques de base des protéines. Une avancée spectaculaire, qui apporte un nouvel éclairage à un mystère vieux de plus de 4 milliards d’années.

Une réaction chimique entre ARN et acides aminés recrée peut-être les premiers instants de la vie

L’équipe du professeur Matthew Powner s’est attaquée à l’un des casse-têtes les plus anciens de la biologie. Comment les premières protéines ont-elles pu apparaître avant l’existence des cellules ?

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Pour répondre, ils ont simulé des conditions proches de la Terre primitive. Ils ont alors observé un phénomène fascinant : des acides aminés, ces molécules qui forment les protéines, se fixent naturellement à des brins d’ARN. Et tout cela, sans l’aide d’enzymes ni de structures biologiques complexes.

Ce lien ARN–acide aminé, appelé aminoacylation, a été obtenu grâce à l’utilisation de thioesters. Il s’agit de composés soufrés que l’on retrouve aujourd’hui dans de nombreuses réactions métaboliques.

Contrairement à d’autres approches, cette réaction se produit dans l’eau, à température ambiante et à pH neutre.

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Autrement dit, dans des conditions que l’on pourrait imaginer dans des mares primitives ou des lacs volcaniques.

Le soufre et les thioesters déclenchent une chimie sans enzymes dans des milieux naturels

L’élément déclencheur de cette chaîne biochimique est un thioester riche en énergie, dérivé de la pantéthéine. Cette molécule entre dans la composition de la coenzyme A, présente dans toutes les cellules vivantes. En transformant les acides aminés en thioesters, les chercheurs ont facilité leur attachement à l’ARN.

Les résultats sont impressionnants. Certaines liaisons ARN-acide aminé, comme celle entre l’arginine et l’adénosine, affichent un rendement allant jusqu’à 76 %.

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Plus encore, ces chaînes ont pu être allongées pour former de petits peptides, considérés comme les précurseurs des protéines. Et tout cela, sans aucune aide extérieure autre que la chimie elle-même.

Des conditions proches de la réalité géologique qui rendent le scénario plus crédible

Cette découverte frappe par sa simplicité. Elle ne dépend pas de conditions extrêmes ou de matériaux rares. Au contraire, les chercheurs ont prouvé que cette chimie fonctionne dans de l’eau froide, à environ -7 °C, dans des brines issues de la glace. Ces solutions concentrées apparaissent naturellement lorsque l’eau gèle.

Une telle configuration aurait pu exister sur les rivages glacés de la Terre primitive. Dans ce contexte, l’eau gelée expulse les sels et concentre les molécules utiles. Cela renforce une hypothèse déjà ancienne : la vie pourrait être née dans une flaque d’eau, aidée par le froid.

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Un lien entre métabolisme et génétique qui réconcilie deux théories de l’origine du vivant

Cette avancée rapproche deux mondes que l’on croyait initialement séparés. D’un côté, le métabolisme, ensemble des réactions chimiques qui maintiennent la vie.

De l’autre, le code génétique, qui stocke et transmet l’information. En montrant qu’un ARN peut fixer un acide aminé, puis aligner plusieurs unités pour former une chaîne, cette étude résout partiellement le paradoxe de l’œuf et de la poule.

Les chercheurs estiment que ce type de chimie aurait pu évoluer vers des systèmes plus sophistiqués. Petit à petit, ces assemblages auraient donné naissance aux premiers ribosomes primitifs, posant ainsi les bases du code génétique moderne.

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Alors, oui, la vie aurait peut-être commencé par un simple accident chimique. Mais quel accident.