Scientists uncover a multibillion-year epicnto the chemistry of life
Des scientifiques découvrent une épopée de plusieurs milliards d’années inscrite dans la chimie de la vie
par l'Institut de technologie de Tokyo
Le métabolisme est le « cœur battant de la cellule ». De nouvelles recherches de l’ELSI retracent l’histoire du métabolisme depuis la Terre primordiale jusqu’à nos jours (de gauche à droite). L’histoire de la découverte d’un composé au fil du temps (ligne blanche) est cyclique et ressemble presque à un ECG. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA/Francis Reddy/NASA/ESA
L’origine de la vie sur Terre est depuis longtemps un mystère qui échappe aux scientifiques. Une question clé est de savoir quelle part de l’histoire de la vie sur Terre est perdue avec le temps. Il est assez courant qu'une seule espèce « disparaisse » à l'aide d'une réaction biochimique, et si cela se produit chez suffisamment d'espèces, de telles réactions pourraient effectivement être « oubliées » par la vie sur Terre.
Mais si l’histoire de la biochimie regorge de réactions oubliées, y aurait-il un moyen de le savoir ? Cette question a inspiré les chercheurs de l’Earth-Life Science Institute (ELSI) de l’Institut de technologie de Tokyo et du California Institute of Technology (CalTech) aux États-Unis. Ils pensaient que la chimie oubliée apparaîtrait comme des discontinuités ou des « ruptures » dans le chemin emprunté par la chimie depuis de simples molécules géochimiques jusqu'à des molécules biologiques complexes.
La Terre primitive était riche en composés simples tels que le sulfure d’hydrogène, l’ammoniac et le dioxyde de carbone, des molécules qui ne sont généralement pas associées au maintien de la vie. Mais il y a des milliards d’années, la vie primitive reposait sur ces molécules simples comme source de matière première. Au fur et à mesure de l’évolution de la vie, des processus biochimiques ont progressivement transformé ces précurseurs en composés encore présents aujourd’hui. Ces processus représentent les premières voies métaboliques.
Afin de modéliser l'histoire de la biochimie, les chercheurs de l'ELSI – le professeur agrégé spécialement nommé Harrison B. Smith, le professeur agrégé spécialement nommé Liam M. Longo et le professeur agrégé Shawn Erin McGlynn, en collaboration avec le chercheur scientifique Joshua Goldford de CalTech – avaient besoin d'un inventaire des toutes les réactions biochimiques connues, pour comprendre quels types de chimie la vie est capable d'effectuer.
Ils se sont tournés vers la base de données de l'Encyclopédie des gènes et des génomes de Kyoto, qui a répertorié plus de 12 000 réactions biochimiques. Avec les réactions en main, ils ont commencé à modéliser le développement progressif du métabolisme.
Les tentatives précédentes visant à modéliser l’évolution du métabolisme de cette manière n’avaient jamais réussi à produire les molécules complexes les plus répandues utilisées dans la vie contemporaine. Cependant, la raison n’était pas tout à fait claire. Comme auparavant, lorsque les chercheurs ont exécuté leur modèle, ils ont découvert que seuls quelques composés pouvaient être produits. La recherche est publiée dans la revue Nature Ecology & Evolution.
"Nous ne le saurons peut-être jamais exactement, mais nos recherches ont fourni un élément de preuve important : seules huit nouvelles réactions, toutes rappelant des réactions biochimiques courantes, sont nécessaires pour relier la géochimie et la biochimie", explique Smith.
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COMMENTAIRES
L Idée est interessante :la biochimie de la vie primitive subissait les contraintes d
un envvironnement different et dont les traces fossiles ont disparues ou ne peuvent plus se reproduire ..... Comment alors imaginer et recreer les conditions d experience sur une biochimie primitive capable de declancher un phenomene vital ????
rcenser delles combinaisons ne pourrait il pas faire l objer de l I A L INTELLIGENCE ARTIFICILLE a la recherche de ses propres fondements ?????
La vie vient elle d ailleurs ????
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More information: Joshua E. Goldford et al, Primitive purine biosynthesis connects ancient geochemistry to modern metabolism, Nature Ecology & Evolution (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02361-4
Journal information: Nature Ecology & Evolution
Provided by Tokyo Institute of Technology
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