ÉVOLUTION: Des affinités sélectives expliquent les débuts de la vie – PNAS

Les tout débuts de la vie sur Terre et la nature des premiers composants chimiques essentiels restent un mystère et un champ de recherche privilégié en biologie fondamentale. Cette étude de l’Université de Washington, publiée dans l’édition du 29 juillet des Actes de l’Académie des Sciences américaine (PNAS) nous propose un scenario, sur les affinités naturelles biologiques qui auraient donné naissance à «  la première étincelle  » de vie sur la planète.

A l’origine, un acide gras : Les scientifiques ont longtemps expliqué les débuts de la vie par la combinaison de bases et de sucres produits par l’autoréplication de l’ARN, à partir d’une "cellule" rudimentaire composée d’acides gras. «  Dans de bonnes conditions  », écrivent Sarah Keller, professeur de chimie et Roy Black, professeur agrégé de génie biologique, co-auteurs de l’étude, «  les acides gras forment naturellement des structures en forme de «  sac  » semblables aux membranes cellulaires  ».

4 bases de l’ARN se lient à un acide gras : En testant un acide gras, l’acide décanoïque, les scientifiques ont découvert que 4 bases de l’ARN se liaient plus facilement à l’acide décanoïque. En se concentrant plus sur ces 4 bases et les sucres qui forment les blocs de construction de l’ARN, le système aurait ainsi été amorcé pour l’étape suivante, la constitution de l’ARN à l’intérieur d’une membrane. Si les molécules qui se réunissent pour constituer l’ARN adhèrent de manière préférentielle à la surface des «  sacs  », alors tout devient plus facile, résument les auteurs.

Un second mécanisme aurait favorisé ces affinités naturelles : Ces mêmes bases d’ARN auraient protégé les membranes des effets perturbateurs de l’eau de mer salée. Le sel aurait fait s’agglutiner les sacs d’acides gras et aurait bloqué la survie de cellules individuelles.

Plusieurs sucres auraient également joué un rôle protecteur, en particulier le ribose. En synthèse, la capacité des éléments constitutifs de l’ARN à stabiliser les sacs d’acides gras contribue à expliquer la façon dont la vie a commencé. L’affinité de mécanismes d’adsorption, de concentration et de stabilisation aurait permis l’émergence de cellules primitives…

Bref, une recherche complexe qui illustre les avancées de la science biologique sur la compréhension des débuts de la vie.

Source: PNAS July 30, 2013, doi:10.1073/pnas.1300963110Nucleobases bind to and stabilize aggregates of a prebiotic amphiphile, providing a viable mechanism for the emergence of protocells

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