Tous les êtres vivants ont besoin de cellules et d'énergie pour se répliquer. Sans ces blocs de construction fondamentaux, les organismes vivants sur Terre ne seraient pas capables de se reproduire et n'existeraient tout simplement pas.

On en savait peu sur un élément clé des blocs de construction, phosphate, jusqu'à maintenant. Chercheurs de l'Université d'Hawaï à Mānoa, en collaboration avec des collègues en France et à Taïwan, fournir de nouvelles preuves convaincantes que cette composante de la vie s'est avérée être générée dans l'espace extra-atmosphérique et livrée à la Terre au cours de son premier milliard d'années par des météorites ou des comètes. Les composés du phosphore ont ensuite été incorporés dans des biomolécules trouvées dans les cellules des êtres vivants sur Terre.

La recherche révolutionnaire est décrite dans « An Interstellar Synthesis of Phosphorus Oxoacids, " rédigé par Andrew Turner, étudiant diplômé de l'UH Mānoa, aujourd'hui professeur assistant à l'Université de Pikeville, et le professeur de chimie UH Mānoa Ralf Kaiser, dans le numéro de septembre de Communication Nature .

Selon l'étude, les phosphates et l'acide diphosphorique sont deux éléments majeurs qui sont essentiels pour ces briques de base en biologie moléculaire. Ce sont les principaux constituants des chromosomes, les porteurs de l'information génétique dans laquelle se trouve l'ADN. Avec les phospholipides des membranes cellulaires et l'adénosine triphosphate, qui fonctionnent comme des vecteurs d'énergie dans les cellules, ils forment un matériau auto-répliquant présent dans tous les organismes vivants.

Réplication des conditions interstellaires

Dans une chambre à ultra-vide refroidie à 5 K (-450℉) dans le W.M. Laboratoire de recherche Keck en astrochimie à l'UH Mānoa, l'équipe d'Hawai'i a reproduit des grains glacés interstellaires recouverts de dioxyde de carbone et d'eau, qui sont omniprésents dans les nuages ​​moléculaires froids, et la phosphine. Lorsqu'il est exposé à un rayonnement ionisant sous forme d'électrons de haute énergie pour simuler les rayons cosmiques dans l'espace, plusieurs oxoacides phosphorés comme l'acide phosphorique et l'acide diphosphorique ont été synthétisés via des réactions hors équilibre.

"Sur Terre, la phosphine est mortelle pour les êtres vivants, " dit Turner, auteur principal. "Mais dans le milieu interstellaire, une chimie exotique de la phosphine peut favoriser des voies de réactions chimiques rares pour initier la formation de molécules biopertinentes telles que les oxoacides de phosphore, qui pourrait éventuellement déclencher l'évolution moléculaire de la vie telle que nous la connaissons."

Kaiser a ajouté, "Les oxoacides phosphorés détectés dans nos expériences par combinaison d'analyses sophistiquées impliquant des lasers, couplé à des spectromètres de masse ainsi qu'à des chromatographes en phase gazeuse, aurait également pu se former dans les glaces de comètes telles que 67P/Churyumov-Gerasimenko, qui contient une source de phosphore que l'on pense dériver de la phosphine. » Kaiser dit que ces techniques peuvent également être utilisées pour détecter des traces d'explosifs et de drogues.

« Puisque les comètes contiennent au moins partiellement les restes de la matière du disque protoplanétaire qui a formé notre système solaire, ces composés pourraient être remontés au milieu interstellaire partout où suffisamment de phosphine dans les glaces interstellaires est disponible, " a déclaré Cornelia Meinert de l'Université de Nice (France).

Lors de la livraison à la Terre par des météorites ou des comètes, ces oxoacides phosphorés auraient pu être disponibles pour la chimie du phosphore prébiotique de la Terre. Par conséquent, une compréhension de la synthèse facile de ces oxoacides est essentielle pour démêler l'origine des composés phosphorés prébiotiques solubles dans l'eau et comment ils pourraient avoir été incorporés dans des organismes non seulement sur Terre, mais potentiellement dans notre univers aussi.