Des chercheurs allemands de l'Institut Max Planck (Iéna) ont découvert un nouvel indice dans la recherche de l’origine de la vie en montrant que des peptides peuvent se former sur la poussière dans des conditions telles que celles qui prévalent dans l’espace. Toute vie telle que nous la connaissons est constituée des mêmes blocs de construction chimiques. Ceux-ci incluent des peptides, qui remplissent diverses fonctions complètement différentes dans le corps – transporter des substances, accélérer des réactions ou former des échafaudages stabilisateurs dans les cellules. Les peptides sont constitués d’acides aminés individuels disposés dans un ordre spécifique. L’ordre exact détermine les propriétés éventuelles d’un peptide.
La naissance de ces biomolécules polyvalentes est l’une des questions sur l’origine de la vie. Les acides aminés, les nucléobases et divers sucres présents dans les météoroïdes, par exemple, montrent que cette origine pourrait être de nature extraterrestre. Cependant, pour qu’un peptide soit formé à partir de molécules d’acides aminés individuelles, des conditions très particulières sont nécessaires, alors que l’on supposait auparavant qu’elles étaient plus susceptibles d’exister sur Terre. « L’eau joue un rôle important dans la manière conventionnelle dont les peptides sont créés », explique le Docteur Serge Krasnokutski du groupe d’astrophysique du laboratoire et de physique des clusters de l’Institut Max Planck d’astronomie de l’Université d’Iéna.
Dans ce processus, les acides aminés individuels se combinent pour former une chaîne. Pour que cela se produise, une molécule d’eau doit être retirée à chaque fois. « Nos calculs de chimie quantique ont maintenant montré que l’acide aminé glycine peut être formé par un précurseur chimique – appelé amino cétène – se combinant avec une molécule d’eau. En termes simples : dans ce cas, de l’eau doit être ajoutée pour la première étape de la réaction et l’eau doit être enlevée pour la seconde ».
Grâce à ces connaissances, l’équipe dirigée par le physicien Krasnokutski a maintenant pu mettre en évidence une voie de réaction qui peut avoir lieu dans des conditions cosmiques et ne nécessite pas d’eau. « Au lieu de prendre le détour chimique dans lequel les acides aminés sont formés, nous voulions savoir si les molécules d’aminocétène ne pouvaient pas être formées à la place et se combiner directement pour former des peptides », explique Krasnokutski, décrivant l’idée de base derrière le travail. Il ajoute : « Et nous avons fait cela dans les conditions qui prévalent dans les nuages moléculaires cosmiques, c’est-à-dire sur des particules de poussière dans le vide, où les produits chimiques correspondants sont présents en abondance : carbone, ammoniac et monoxyde de carbone ».
Dans une chambre à ultra-vide, des substrats qui servent de modèle pour la surface des particules de poussière ont été réunis avec du carbone, de l’ammoniac et du monoxyde de carbone à environ un quadrillionième de la pression atmosphérique normale et à moins 263 degrés Celsius. « Les enquêtes ont montré que dans ces conditions, la polyglycine peptidique était formée à partir de produits chimiques simples », explique Krasnokutski. « Ce sont donc des chaînes de l’acide aminé très simple glycine, et nous avons observé différentes longueurs. Les spécimens les plus longs étaient constitués de onze unités d’acide aminé ».
Dans cette expérience, l’équipe allemande a également pu détecter l’amino cétène suspecté. « Le fait que la réaction puisse avoir lieu à des températures aussi basses est dû au fait que les molécules d’aminocétène sont extrêmement réactives. Elles se combinent les unes aux autres dans une polymérisation efficace. Le produit en est la polyglycine ». « Il était néanmoins surprenant pour nous que la polymérisation de l’amino cétène puisse se produire si facilement dans de telles conditions », déclare Krasnokutski. « C’est parce qu’une barrière énergétique doit en fait être surmontée pour que cela se produise. Cependant, il se peut que nous soyons aidés en cela par un effet spécial de la mécanique quantique.
Dans cette étape de réaction spéciale, un atome d’hydrogène change de place. Cependant, il est si petit qu’en tant que particule quantique, il ne pouvait pas franchir la barrière mais était simplement capable de la franchir, pour ainsi dire, grâce à l’effet tunnel ». Maintenant qu’il est clair que non seulement les acides aminés, mais aussi les chaînes peptidiques, peuvent être créés dans des conditions cosmiques, nous devrions peut-être regarder non seulement vers la Terre mais aussi plus dans l’espace lors de la recherche de l’origine de la vie.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
