Des chercheurs déterminent comment les premières cellules ont pu se former sur Terre
Le début de la vie sur Terre est une histoire que les scientifiques sont impatients de connaître. Il se pourrait que des chercheurs aient découvert un détail important dans l’intrigue du premier chapitre : une explication sur la manière dont des petites bulles de graisse sont venues former les membranes des toutes premières cellules.
GIF d’entête, à partir de l’étude : des vésicules sont représentées à l’intérieur d’une structure semblable à une microgoutte. (Scripps Research)
Selon une équipe de l’Institut de recherche Scripps, en Californie, un processus chimique appelé phosphorylation pourrait avoir eu lieu plus tôt qu’on ne le pensait. Ce processus ajoute des groupes d’atomes comprenant du phosphore à une molécule, ce qui lui confère des fonctions supplémentaires, des fonctions qui peuvent transformer des collections sphériques de graisses appelées microgouttes en des versions plus avancées d’elles-mêmes, capables d’être plus polyvalentes, plus stables et plus actives chimiquement.
Schéma d’une microgoutte, ou protobionte, est un microglobule d’une solution de polymères entouré d’une micelle de lipides. (Wikimedia
)
On pense généralement que ces microgouttes furent des éléments constitutifs essentiels de la biochimie il y a plus de 3,5 milliards d’années, émergeant peut-être de sources chaudes sous l’océan au cours de l’évolution de structures biologiques plus complexes.
Selon le chimiste Ramanarayanan Krishnamurthy, de l’Institut de recherche Scripps :
À un moment donné, nous nous demandons tous d’où nous venons. Cette découverte nous aide à mieux comprendre les environnements chimiques de la Terre primitive, afin que nous puissions découvrir les origines de la vie et la manière dont elle peut évoluer sur la Terre primitive.
Krishnamurthy et ses collègues ont émis l’hypothèse qu’en raison de l’omniprésence de ce processus dans les fonctions biologiques de l’organisme, la phosphorylation devait être impliquée dans les premières étapes de la formation des microgouttes.
Reproduisant en laboratoire des conditions susceptibles de correspondre aux premiers jours de la Terre, l’équipe a combiné des produits chimiques tels que des acides gras et du glycérol pour tenter de créer des vésicules plus complexes, des structures en forme de bulles semblables aux microgouttes qui facilitent les processus cellulaires.
En jouant sur la température et l’acidité, les chercheurs ont pu obtenir les réactions chimiques qu’ils recherchaient, ce qui prouve que la phosphorylation était peut-être à l’œuvre lorsque les microgouttes se sont développées dans la cellule primordiale.
Selon le chimiste Sunil Pulletikurti, de l’Institut de recherche Scripps :
Les vésicules ont pu passer d’un environnement d’acides gras à un environnement de phospholipides au cours de nos expériences, ce qui suggère qu’un environnement chimique similaire aurait pu exister il y a quatre milliards d’années.
L’équipe la décrit comme une « voie plausible » pour la création de phospholipides, le type le plus complexe de membrane de vésicule. Toutefois, il reste encore beaucoup d’études à mener avant de pouvoir déterminer avec certitude comment la vie est apparue sur Terre. Il n’est évidemment pas facile de remonter des milliards d’années en arrière, mais les scientifiques continuent de faire des découvertes sur ce qui s’est passé juste après la formation de la Terre, et tout cela joue un rôle dans les recherches menées sur la vie sur d’autres planètes.
Selon le biophysicien Ashok Deniz, de l’Institut de recherche Scripps :
Il est passionnant de découvrir comment les premiers éléments chimiques ont pu évoluer pour permettre la vie sur Terre. Nos découvertes laissent également entrevoir une multitude de phénomènes physiques intrigants qui ont pu jouer des rôles fonctionnels clés sur le chemin des cellules modernes.
L’étude publiée dans la revue Chem : Experimentally modeling the emergence of prebiotically plausible phospholipid vesicles et présentée sur le site de l’Institut de recherche Scripps : Scripps Research scientists reveal how first cells could have formed on Earth.
