Et si l'ARN était à l’origine de la vie sur Terre ?

La différence entre l'ADN et l'ARN consiste en un seul atome d'oxygène.

Dans l'ADN, le sucre s'appelle désoxyribose : les brins vont pouvoir se coupler et former la fameuse double hélice qui va porter le patrimoine génétique.

Dans l'ARN, il s'agit de ribose. Les brins peuvent être de tous types, dont l'ARN des virus dont on a parlé pendant le Covid-19.

Il a fallu attendre 1953 pour décortiquer la structure de ces deux molécules. Elles sont assez simples : des bases azotées composées de petites molécules d'adénine, cytosine, guanine, uracile, qui portent le patrimoine génétique. Elles vont se lier à un sucre, qui va se lier à des phosphates, pour créer une longue chaîne de 5000 à un million de bases azotées. C'est la lecture de ces bases qui va fabriquer le matériel nécessaire à la vie, précise Pasquale Nardone.

L'expérience de Miller-Urey, en 1953, a été menée à partir d'une 'soupe primordiale' composée de vapeur d'eau, d'ammoniaque, d'hydrogène, de méthane, qui devaient composer la Terre il y a 4 milliards d'années.

Les chercheurs ont fait chauffer cette 'soupe' d'éléments fondamentaux, y ont injecté des étincelles électriques et ont pu observer qu'au bout de quelques jours, spontanément et naturellement, la chimie organique produisait l'apparition d'acides aminés et de ces fameuses bases azotées, donc de molécules organiques.

Comment, avec ces éléments de base, aboutir spontanément à ces longues chaînes de bases fondamentales qui se lient entre elles, pour faire de l'ADN ou de l'ARN ?

C'est l'objet de l'étude publiée dans la revue Astrobiology, publiée le 8 juin par l'équipe de Craig A. Jerome, de la Foundation for Applied Molecular Evolution, en Floride.

Les chercheurs ont sélectionné une roche volcanique appelée verre basaltique, déjà présente il y a 4 milliards d'années. Ils y ont versé une soupe de ribonucléotides et de phosphate. Ils ont pu observer que la simple percolation à travers ces roches permettait à ces molécules de se lier entre elles pour former ces longues chaînes, jusqu'à 300 nucléotides.

Spontanément, cette roche catalyse donc une réaction de polymérisation, c'est-à-dire la possibilité pour ces molécules de s'unir pour fabriquer un brin d'ARN.

Cette découverte est très importante parce que ce sont les mêmes conditions qui existent sur Mars. On peut donc probablement y découvrir le même type de progression de la vie, explique Pasquale Nardone.

"On pense que c'est comme cela que ça s'est passé sur Terre. Maintenant il faut continuer : comment cet ARN va-t-il rentrer à l'intérieur d'une cellule ? On sait que partout dans l'Univers, il y a des molécules organiques, on en a trouvé, avec de l'eau, dans les météorites.

La chose qui est compliquée c'est : comment montrer que ces molécules vont se structurer en longues chaînes ? Comment ces longues chaînes vont-elles continuer à évoluer et devenir des êtres vivants, être capable de faire du métabolisme, de fabriquer d'autres molécules de façon spontanée ?"

Les chercheurs s'attellent à comprendre le mécanisme évolutif qui permettra d'expliquer l'apparition de la vie, il y a 3,5 milliards d'années sur Terre.