Vers le site Automates Intelilgents
La Revue mensuelle n° 133
Robotique, vie artificielle, réalité virtuelle

Information, réflexion, discussion
logo admiroutes

Tous les numéros


Archives
(classement par rubriques)

Image animée
 Dans La Revue
 

Retour au sommaire

Automates Intelligents s'enrichit du logiciel Alexandria.
Double-cliquez sur chaque mot de cette page et s'afficheront alors définitions, synonymes et expressions constituées de ce mot. Une fenêtre déroulante permet aussi d'accéder à la définition du mot dans une autre langue (22 langues sont disponibles, dont le Japonais).

 

Article. A l'origine des premières structures non-biologiques réplicatives
Jean-Paul Baquiast 17/01/2013

Nous avons indiqué que le biophysicien Peter Hoffmann s'interroge longuement dans son livre (Life's Ratchet, voir notre chronique http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2013/133/hoffmannbis.htm) sur les conditions ayant permis l'apparition sur le jeune Terre, il y a plus de 4 milliards d'années des premières structures chimiques complexes dotées des caractères qui permettront plus tard le développement de la vie. Parmi ces caractères figure notamment l'aptitude à la réplication, réplication à l'identique mais aussi réplication avec des erreurs permettant éventuellement l'apparition de mutations adaptatives. La science actuelle n'apporte toujours pas de réponses convaincantes à cette question, malgré les efforts faits notamment par la biologie synthétique pour créer des organismes prébiotiques artificiels. Il est clair que si cette question recevait des réponses scientifiques, d'innombrables perspectives s'ouvriraient, non seulement pour une meilleure compréhension de la vie elle-même, ou pour son artificialisation, mais pour la recherche d'autres formes de vie dans l'univers.

Pour Hoffmann, rappelons-le, l'apparition de structures biologiques réplicatives est quasiment obligée sur des planètes présentant des caractères proches de celles régnant ou ayant régné sur la Terre. Au sein de ce qu'il appelle le chaos moléculaire résultant de la généralisation des premiers atomes complexes, l'introduction d'énergie résultant du choc avec les photons lumineux ne pouvait que provoquer la mise en place de nouveaux liens chimiques participant à l'apparition des précurseurs des moteurs moléculaires indispensables au fonctionnement des cellules actuelles. Ces « moteurs », tels que l'actine et la myosine, permettent aujourd'hui la mobilité caractéristique de la vie. D'autres tout aussi importants sont liés à la construction des membranes cellulaires, à l'acquisition de nutriments (ATP), à la reproduction de l'ADN et à la fabrication des protéines au sein des ribosomes, à partir de l'ARN. Pour cet auteur, l'évolution des premières molécules complexes non encore biologique, protéines ou lipides, sous l'influence de contraintes naturelles relevant du hasard et de la nécessité, a demandé des centaines de millions d'années avant que ne s'imposent des structures capables de réplication, première caractéristique par laquelle on reconnaît la vie.

Les graisses à l'origine de la vie ?

Or peut-être n'est-il pas nécessaire de remonter plusieurs milliards d'années en arrière pour identifier des molécules réplicatives? Selon les recherches de Jack Szostak, du Howard Hughes Medical Institute de Boston, celles-ci se trouveraient dans notre environnement quotidien, sous la forme d'acides gras dissous dans l'eau, quasiment dans les bacs de décantation d'une de nos machines à laver la vaisselle. (Voir Michaël Marshall « Fat: the origines of dividing cells »NewScientist 12 janvier 2013, p. 12)


Source JACS

Jack Szostak est un scientifique de renommée mondiale, co-récipiendaire du prix Nobel de médecine 2009 pour sa découverte des télomères. A partir des années 2000, il s'est investi sur la réalisation d'une première protocellule complètement artificielle, en insistant sur la génération de membranes cellulaires capable de croissance et de division et sur la synthèse de matériel génétique pouvant se répliquer à l'intérieur de ces membranes. Dans une publication toute récente (Journal of the American Chemical Society, doi.org/j48), il a montré que des acides gras dissous dans l'eau pouvaient spontanément former des bulles ou vésicules qui, en présence de nouvelles concentrations d'acides, gagnaient en taille puis se divisaient spontanément. Ce processus ne se produit qu'en eau douce tiède, telle que celle qui pouvait se trouver dans des flaques présentes sur des sites terrestres volcaniques. L'hypothèse ayant jusqu'ici la faveur des paléobiologistes, selon laquelle la vie serait apparue dans les océans le long des « fumeurs » volcaniques sous-marins, perdrait donc de son actualité.

Comme il est normal, cette hypothèse surprenante par sa simplicité est discutée par d'autres scientifiques. Néanmoins elle semble robuste. Il est clair que la division cellulaire de molécules de lipides ne suffirait pas à produire de véritables cellules dotées notamment d'ADN et des autres organes internes propres à une cellule complexe. Néanmoins la perspective paraît féconde. On peut donc pronostiquer que son exploitation permettra de faire sérieusement avancer l'objectif aux conséquences pratiques et philosophiques considérables, consistant à réaliser une première lignée de cellules biologiques artificielles

Pour en savoir plus
* Pr. Jack W. Szostak http://en.wikipedia.org/wiki/Jack_W._Szostak
* Article du NewScientist http://www.newscientist.com/article/mg21728995.000-bubbles-of-fat-hint-at-origin-of-reproduction.html
* Article dans le JACS http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja310382d

Addendum

Ajoutons que les précurseurs chimiques de la vie n'existent pas (ou n'existaient pas) que sur la Terre. Les astronomes en découvrent dorénavant de plus en plus, non seulement dans le système solaire mais dans la galaxie et au delà. C'est ainsi que certains de ces précurseurs auraient été observés dans un nuage protosolaire à 1.000 années lumières de la Terre. Il s'agirait d'une molécule dite Hydroxylamine composée d'azote, hydrogène et d'oxygène.

Certains scientifiques pensent que les composants de la vie se forment dans les nuages interstellaires froids emplis de gaz, de poussière et de plasma. Comètes et astéroïdes peuvent les transporter dans des planètes dite habitables, où ils génèrent les machines moléculaires évoquées dans le livre d'Hoffmann. Il ne s'agit pas encore de composants organiques basés sur le carbone, mais ils pourraient réagir avec d'autres molécules présentes localement telles que les acides aminés formant l'ADN

Ceci confirmeraient l'hypothèse que la vie, au moins sous ses formes simples, seraient « inévitable » dans l'univers.
Voir
http://www.space.com/19241-life-precursor-chemical-found.html