Image conceptuelle de météoroïdes fournissant des nucléobases à la Terre antique. Les nucléobases sont représentées par des diagrammes structuraux avec des atomes d'hydrogène sous forme de sphères blanches, du carbone sous forme de noir, de l'azote sous forme de bleu et de l'oxygène sous forme de rouge. Crédit :NASA Goddard/CI Lab/Dan Gallagher
À l'aide de nouvelles analyses, les scientifiques viennent de trouver les deux dernières des cinq unités d'information d'ADN et d'ARN qui n'avaient pas encore été découvertes dans des échantillons de météorites. Bien qu'il soit peu probable que de l'ADN puisse se former dans une météorite, cette découverte démontre que ces parties génétiques sont disponibles pour être livrées et auraient pu contribuer au développement des molécules d'instruction sur la Terre primitive. La découverte, par une équipe internationale avec des chercheurs de la NASA, donne plus de preuves que les réactions chimiques dans les astéroïdes peuvent fabriquer certains des ingrédients de la vie, qui auraient pu être livrés à la Terre antique par des impacts de météorites ou peut-être la chute de poussière.
Tout l'ADN et l'ARN, qui contient les instructions pour construire et faire fonctionner chaque être vivant sur Terre, contient cinq composants informationnels, appelés nucléobases. Jusqu'à présent, les scientifiques qui parcouraient des échantillons extraterrestres n'avaient trouvé que trois des cinq. Cependant, une analyse récente par une équipe de scientifiques dirigée par le professeur associé Yasuhiro Oba de l'Université d'Hokkaido, Hokkaido, Japon, a identifié les deux dernières nucléobases qui ont échappé aux scientifiques.
Les nucléobases appartiennent à des classes de molécules organiques appelées purines et pyrimidines, qui ont une grande variété. Cependant, il reste un mystère pourquoi plus de types n'ont pas été découverts dans les météorites jusqu'à présent.
"Je me demande pourquoi les purines et les pyrimidines sont exceptionnelles en ce sens qu'elles ne présentent pas de diversité structurelle dans les météorites carbonées contrairement à d'autres classes de composés organiques tels que les acides aminés et les hydrocarbures", a déclaré Oba, auteur principal d'un article sur la recherche publié le 26 avril dans Communication Nature. "Étant donné que les purines et les pyrimidines peuvent être synthétisées dans des environnements extraterrestres, comme l'a démontré notre propre étude, on s'attendrait à trouver une grande diversité de ces molécules organiques dans les météorites."
"Nous avons maintenant la preuve que l'ensemble complet des nucléobases utilisées dans la vie aujourd'hui aurait pu être disponible sur Terre lorsque la vie est apparue", a déclaré Danny Glavin, co-auteur de l'article au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
Cette paire de nucléobases nouvellement découverte, la cytosine et la thymine, a été insaisissable dans les analyses précédentes, probablement en raison de leur structure plus délicate, qui peut s'être dégradée lorsque les scientifiques ont précédemment extrait des échantillons. Dans les expériences précédentes, les scientifiques ont créé une sorte de "thé de météorite", en plaçant des grains de météorite dans un bain chaud pour laisser les molécules de l'échantillon extrait dans la solution, puis ont analysé la composition moléculaire du bouillon extraterrestre.
"Nous étudions ces extraits d'eau car ils contiennent les bonnes choses, d'anciennes molécules organiques qui auraient pu être des éléments clés de l'origine de la vie sur Terre", a déclaré Glavin.
En raison de la fragilité de ces deux nucléobases, l'équipe était initialement sceptique quant à leur présence dans les échantillons. Mais deux facteurs peuvent avoir contribué à cette nouvelle découverte :premièrement, l'équipe a utilisé de l'eau froide pour extraire les composés au lieu de l'acide formique chaud, qui est très réactif et aurait pu détruire ces molécules fragiles dans les échantillons précédents. Deuxièmement, des analyses plus sensibles ont été utilisées pour détecter de plus petites quantités de ces molécules.
"Ce groupe a réussi une technique qui ressemble plus à une infusion froide qu'à du thé chaud et est capable d'extraire des composés plus délicats", a déclaré Jason Dworkin, co-auteur de l'article à la NASA Goddard. "J'ai été étonné qu'ils aient vu de la cytosine, qui est très fragile."
La découverte ne fournit pas de preuve irréfutable quant à savoir si la vie sur Terre a reçu une aide de l'espace ou s'est produite exclusivement dans la soupe prébiotique à l'enfance de la planète. Mais compléter l'ensemble des nucléobases qui composent la vie aujourd'hui, en plus d'autres molécules trouvées dans l'échantillon, donne aux scientifiques qui essaient de comprendre le début de la vie plus de composés à expérimenter en laboratoire.
« Cela ajoute de plus en plus de morceaux; on a découvert que les météorites contiennent maintenant des sucres et des bases », a déclaré Dworkin. "C'est excitant de voir des progrès dans la fabrication des molécules fondamentales de la biologie depuis l'espace."
Non seulement cette analyse a-t-elle été ajoutée au kit pour ceux qui modélisent le début de la vie sur Terre, mais elle fournit également une preuve de concept pour une technique plus efficace pour extraire des informations des astéroïdes à l'avenir, en particulier des échantillons de Bennu qui se dirigent vers Terre l'année prochaine via la mission OSIRIS-REx de la NASA.
