Concept d'artiste des météores impactant l'ancienne Terre. Certains scientifiques pensent que de tels impacts peuvent avoir fourni de l'eau et d'autres molécules utiles à la vie émergente sur Terre. Crédit :Laboratoire d'images conceptuelles du Goddard Space Flight Center de la NASA
Le cyanure et le monoxyde de carbone sont tous deux des poisons mortels pour l'homme, mais des composés contenant du fer, cyanure, et le monoxyde de carbone découvert dans des météorites riches en carbone par une équipe de scientifiques de la Boise State University et de la NASA pourrait avoir contribué à alimenter la vie sur la Terre primitive. Les composés extraterrestres trouvés dans les météorites ressemblent au site actif des hydrogénases, qui sont des enzymes qui fournissent de l'énergie aux bactéries et aux archées en décomposant l'hydrogène gazeux (H2). Leurs résultats suggèrent que ces composés étaient également présents sur la Terre primitive, avant que la vie ne commence, pendant une période où la Terre était constamment bombardée par des météorites et où l'atmosphère était probablement plus riche en hydrogène.
"Quand la plupart des gens pensent au cyanure, ils pensent aux films d'espionnage - un gars avalant une pilule, écumant à la bouche et mourant, mais le cyanure était probablement un composé essentiel pour la construction des molécules nécessaires à la vie, " a expliqué le Dr Karen Smith, chercheur principal à l'Université d'État de Boise, Boisé, Idaho. Cyanure, un atome de carbone lié à un atome d'azote, est considéré comme crucial pour l'origine de la vie, car il est impliqué dans la synthèse non biologique de composés organiques comme les acides aminés et les bases nucléiques, qui sont les éléments constitutifs des protéines et des acides nucléiques utilisés par toutes les formes de vie connues.
Smith est l'auteur principal d'un article sur cette recherche publié le 25 juin dans Nature Communications. Forgeron, avec le professeur adjoint de Boise State, Mike Callahan, un co-auteur sur le papier, développé de nouvelles méthodes analytiques pour extraire et mesurer d'anciennes traces de cyanure dans les météorites. Ils ont découvert que les météorites contenant du cyanure appartiennent à un groupe de météorites riches en carbone appelées chondrites CM. D'autres types de météorites testés, dont une météorite martienne, ne contenait pas de cyanure.
"Les données recueillies par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA de l'astéroïde Bennu indiquent qu'il est lié aux chondrites CM, " a déclaré le co-auteur Jason Dworkin du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "OSIRIS-REx livrera un échantillon de Bennu à étudier sur Terre en 2023. Nous rechercherons ces mêmes composés pour essayer de connecter Bennu à des météorites connues et pour comprendre la livraison potentielle de composés prébiotiques tels que le cyanure, ce qui a peut-être aidé à démarrer la vie sur la Terre primitive ou d'autres corps du système solaire."
Les météorites contiennent des composés organo-métalliques qui ressemblent à des portions d'enzymes présentes dans les bactéries et les archées. CN est le cyanure, Le CO est le monoxyde de carbone, Fe est le fer, Ni est nickel. Crédit :Smith et al. Communication Nature, 2019
Le cyanure a déjà été trouvé dans des météorites. Cependant, dans le nouveau travail, Smith et Callahan ont été surpris de découvrir que le cyanure, avec le monoxyde de carbone (CO), se liaient au fer pour former des composés stables dans les météorites. Ils ont identifié deux complexes de fer cyano-carbonyle différents dans les météorites en utilisant la chromatographie liquide à haute résolution et la spectrométrie de masse. "L'une des observations les plus intéressantes de notre étude est que ces complexes de fer cyano-carbonyle ressemblent à des portions des sites actifs des hydrogénases, qui ont une structure très distincte, " a déclaré Callahan.
Les hydrogénases sont présentes dans presque toutes les bactéries et archées modernes et sont largement considérées comme étant d'origine ancienne. Les hydrogénases sont de grosses protéines, mais le site actif - la région où se déroulent les réactions chimiques - se trouve être un composé organométallique beaucoup plus petit contenu dans la protéine, selon Callahan. C'est ce composé qui ressemble aux composés cyanurés que l'équipe a découverts dans les météorites.
Un mystère persistant concernant l'origine de la vie est de savoir comment la biologie a pu survenir à partir de processus chimiques non biologiques. Les similitudes entre les sites actifs dans les enzymes hydrogénases et les composés de cyanure que l'équipe a trouvés dans les météorites suggèrent que des processus non biologiques dans les astéroïdes parents des météorites et sur la Terre ancienne auraient pu créer des molécules utiles à la vie émergente.
"Le cyanure et le monoxyde de carbone attachés à un métal sont inhabituels et rares dans les enzymes. Les hydrogénases sont l'exception. Lorsque vous comparez la structure de ces complexes de fer cyano-carbonyle dans les météorites à ces sites actifs dans les hydrogénases, on se demande s'il y avait un lien entre les deux, " Smith a ajouté. " Il est possible que les complexes fer-cyano-carbonyle aient été un précurseur de ces sites actifs et plus tard incorporés dans des protéines il y a des milliards d'années. Ces complexes ont probablement également agi comme sources de cyanure sur la Terre primitive."
