05.10.2022 - Purdue University

La fontaine de la vie : Les gouttelettes d'eau détiennent l'ingrédient secret pour construire la vie

Des chimistes découvrent la clé de la chimie de la Terre primitive, qui pourrait permettre d'accélérer la synthèse chimique pour la découverte de médicaments.

Des chimistes de l'université de Purdue ont découvert un mécanisme permettant aux réactions de formation de peptides de se produire dans l'eau, ce qui a laissé les scientifiques perplexes pendant des décennies.

"Il s'agit essentiellement de la chimie qui sous-tend l'origine de la vie", a déclaré Graham Cooks, professeur émérite de chimie analytique Henry Bohn Hass au College of Science de Purdue, "Il s'agit de la première démonstration que des molécules primordiales, de simples acides aminés, forment spontanément des peptides, les éléments constitutifs de la vie, dans des gouttelettes d'eau pure. C'est une découverte spectaculaire".

Cette chimie de l'eau, qui conduit aux protéines et donc à la vie sur Terre, pourrait également permettre de développer plus rapidement des médicaments pour traiter les maladies les plus débilitantes de l'humanité. La découverte de l'équipe a été publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pendant des décennies, les scientifiques ont émis l'hypothèse que la vie sur Terre avait commencé dans les océans. La chimie, cependant, restait une énigme. Les acides aminés bruts - que les météorites livraient quotidiennement à la Terre primitive - peuvent réagir et s'assembler pour former des peptides, les éléments constitutifs des protéines et, finalement, de la vie. Curieusement, ce processus nécessite la perte d'une molécule d'eau, ce qui semble très improbable dans un environnement humide, aqueux ou océanique. Pour que la vie se forme, elle avait besoin d'eau. Mais elle avait aussi besoin d'espace loin de l'eau.

M. Cooks, expert en spectrométrie de masse et en chimie de la Terre primitive, et son équipe ont découvert la réponse à cette énigme : "L'eau n'est pas mouillée partout." Sur les marges, là où la gouttelette d'eau rencontre l'atmosphère, des réactions incroyablement rapides peuvent avoir lieu, transformant des acides aminés abiotiques en éléments constitutifs de la vie. Les endroits où les embruns s'envolent dans les airs et où les vagues martèlent la terre, ou encore où l'eau douce déferle sur une pente, étaient des paysages fertiles pour l'évolution potentielle de la vie.

Les chimistes ont passé plus de dix ans à utiliser des spectromètres de masse pour étudier les réactions chimiques dans les gouttelettes contenant de l'eau.

"Les taux de réaction dans les gouttelettes sont de cent à un million de fois plus rapides que ceux des mêmes produits chimiques réagissant dans une solution en vrac", a déclaré M. Cooks.

La vitesse de ces réactions rend les catalyseurs inutiles, ce qui accélère les réactions et, dans le cas de la chimie de la Terre primitive, rend l'évolution de la vie possible. Comprendre le fonctionnement de ce processus a été l'objectif de décennies de recherche scientifique. Le secret de l'apparition de la vie sur la Terre peut aider les scientifiques à comprendre pourquoi elle s'est produite et éclairer la recherche de la vie sur d'autres planètes, voire sur des lunes.

Comprendre comment les acides aminés se sont constitués en protéines et, finalement, en formes de vie, révolutionne la compréhension de la synthèse chimique par les scientifiques. Cette même chimie pourrait maintenant aider les chimistes de synthèse à accélérer les réactions essentielles à la découverte et au développement de nouveaux médicaments et de traitements thérapeutiques pour les maladies.

"Si vous vous promenez la nuit dans un campus universitaire, les bâtiments éclairés sont ceux où travaillent les chimistes de synthèse", a déclaré M. Cooks. "Leurs expériences sont si lentes qu'elles se déroulent pendant des jours ou des semaines d'affilée. Ce n'est pas nécessaire, et en utilisant la chimie des gouttelettes, nous avons construit un appareil, qui est utilisé à Purdue maintenant, pour accélérer la synthèse de nouveaux produits chimiques et de nouveaux médicaments potentiels."

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

Faits, contextes, dossiers
  • chimie
  • protéines
  • développement de mé…
  • spectrométrie de masse