La science découvre l’origine de la vie : les évents des grands fonds en vedette !

La science découvre l’origine de la vie : les évents des grands fonds en vedette !

Dr Martina Preiner, chercheuse talentueuse au Microcosm Earth Future Center Université de Marbourg et à l'Institut Max Planck de microbiologie terrestre, a récemment reçu une subvention scientifique Human Frontiers. Ce prix récompense leurs projets de recherche innovants sur l'origine de la vie. Preiner et son équipe se concentrent sur l'étude des environnements minéraux poreux et leur rôle dans l'émergence des premières formes de vie.

Une préoccupation majeure est de comprendre les interactions entre les cofacteurs organiques et les peptides primaires présents dans des environnements géochimiquement façonnés. Les biomolécules appelées cofacteurs jouent un rôle essentiel dans les réactions biochimiques et sont présentes dans tous les organismes. Des recherches sont notamment menées sur la manière dont ces molécules complexes ne peuvent pas simplement provenir d’environnements inanimés. Preiner prévoit de construire des réseaux de pores minéraux pour permettre aux biomolécules et aux précurseurs d'enzymes d'interagir.

Méthodes et objectifs de recherche

L’équipe de recherche examinera l’histoire évolutive complète du contrôle des réactions afin de construire des réseaux de réactions autonomes en laboratoire. Les recherches sont menées sous trois angles : la catalyse sur surfaces minérales, la chimie en milieux poreux et la reconstruction d'enzymes anciennes. Outre Martina Preiner, l'équipe comprend également Cole Mathis de l'Arizona State University et Liam M. Longo de l'Earth-Life Science Institute. La candidature a été sélectionnée parmi les cinq meilleurs groupes sur 111 soumis.

L'objectif principal du projet est de démontrer comment un système de production protoenzymatique peut produire les cofacteurs nécessaires à la survie des formes de vie. Le Human Frontier Science Program, qui promeut la collaboration internationale dans la recherche en sciences de la vie, soutient financièrement ce projet et est soutenu par plusieurs pays et l'UE.

Sources hydrothermales profondes : une clé de l’origine de la vie

Parallèlement aux recherches de Preiner, une équipe de recherche internationale a découvert que les sources hydrothermales sous-marines pourraient être des lieux possibles pour la formation de protocellules. Les scientifiques ont simulé les réactions chimiques qui se produisent dans ces évents en eaux profondes et ont découvert que l'eau chaude minéralisée contenant du CO2 dissous et de l'hydrogène peut conduire à la formation de protocellules dans de bonnes conditions. Eau de Cologne ont également constaté que des catalyseurs métalliques appropriés sont cruciaux pour ces processus.

Dans une expérience en laboratoire, les chercheurs ont pu montrer qu'une réaction à 100 °C pendant la nuit convertit le dioxyde de carbone et l'hydrogène en acide formique, acétates et pyruvates. Ces produits peuvent servir de matière première pour la formation d’autres molécules organiques. Jusqu'à présent, l'utilisation d'enzymes comme catalyseurs était nécessaire, mais les nouvelles découvertes peuvent ouvrir la voie au passé, où de simples réactions chimiques étaient catalysées par des métaux et des minéraux, conduisant finalement à la formation d'acides nucléiques et de protéines plus complexes.

La recherche montre que l’hydrogène a servi de pierre angulaire aux premiers processus biochimiques et souligne le rôle important des systèmes hydrothermaux dans la création de la vie. Les résultats des études fournissent également des indices intéressants sur la transition des processus géochimiques aux processus biochimiques, qui ont été publiés dans la revue Nature Ecology & Evolution.

La combinaison de ces deux approches de recherche pourrait ouvrir un nouvel horizon dans notre compréhension des origines de la vie sur Terre. Les approches innovantes comme celles du Dr Preiner et de ses collègues sont essentielles pour élucider les mécanismes complexes qui ont finalement conduit aux premières formes de vie.