Un scénario humide-sec dans une source chaude prébiotique ou un bassin de marée. A) montre le pool avec les cinq types d'acides alpha-hydroxy utilisés dans cette étude. B) montre la piscine de séchage où une "bibliothèque" de polyesters, représenté par les spectres de masse à haute résolution en médaillon) se forme sur les bords de séchage. Cette simple formation de polyesters aurait pu jouer un rôle dans l'échafaudage des origines de la vie. Crédit :Kuhan Chandru
Recherche dirigée par Kuhan Chandru et Jim Cleaves du Earth-Life Science Institute de l'Institut de technologie de Tokyo, Japon, a montré que les réactions des acides alpha-hydroxy, semblable aux acides alpha-aminés qui composent les protéines modernes, forment facilement de gros polymères dans des conditions présumées répandues sur la Terre primitive. Ces polymères d'acide alpha-hydroxy peuvent avoir aidé à la formation de systèmes vivants sur la Terre primitive.
Il existe plusieurs théories sur la façon dont la vie s'est formée pour la première fois sur la Terre primitive. Une théorie populaire suggère que la vie peut avoir surgi dans des environnements spécialisés, comme les bassins de marée ou les sources chaudes d'eau peu profonde, où de simples réactions chimiques auraient contribué à générer les précurseurs de la vie. Toute vie est faite de polymères, grandes molécules constituées d'une séquence de molécules appelées monomères. Une question clé est de savoir comment les polymères biologiques ont pu se former sans enzymes sur la Terre primitive.
Alors que les environnements de la Terre primitive auraient pu avoir des monomères qui pourraient donner naissance à la vie, il aurait été difficile pour les polymères d'en résulter sans l'aide d'enzymes. Dans ce cas, l'équipe a montré que ces polymères auraient pu se former avec des acides alpha-hydroxy avant l'existence d'enzymes sur la Terre primitive.
Cette équipe multinationale a montré que les acides hydroxy polymérisent plus facilement que les acides aminés, et qu'ils auraient pu fournir la boîte à outils nécessaire pour lancer la formation de molécules plus complexes pour l'origine de la vie sur Terre.
Pour simuler divers environnements primitifs, l'équipe a fait réagir des acides alpha hydroxy dans des conditions variées de pH et de température, de la température ambiante à l'ébullition. En utilisant un logiciel sophistiqué de spectrométrie de masse à haute résolution et d'analyse de données, ils ont montré que ces polymères peuvent se former dans une gamme de conditions.
L'équipe a montré plus loin, qu'en utilisant un mélange de différents types d'acide alpha-hydroxy, ils pourraient former un grand nombre de types de polymères, créant en effet de vastes « bibliothèques » de différentes structures chimiques, qui peut rester stable dans une gamme de conditions environnementales. Les travaux ont abouti à la création d'une bibliothèque de polyesters composée de cinq types d'acides alpha-hydroxy (Figure 1). Ils ont montré que cette bibliothèque simple à créer pouvait contenir des centaines de milliards de séquences polymères distinctes.
Ces recherches ouvrent de nouveaux champs d'exploration de la chimie qui a pu conduire à la formation de la vie. Les auteurs souhaitent étendre ce travail en étudiant les types de fonctions que les polymères d'alpha-hydroxy acide pourraient être en mesure de réaliser, et d'autres types de produits chimiques simples qui pourraient interagir avec ceux-ci, conduisant éventuellement à des systèmes chimiques auto-répliquants.
