Les écrans d'affichage des téléviseurs modernes, les téléphones portables et les écrans d'ordinateur reposent sur des cristaux liquides, des matériaux qui s'écoulent comme des liquides mais dont les molécules sont orientées dans des structures cristallines. Cependant, les cristaux liquides ont peut-être joué un rôle bien plus ancien :aider à assembler les premières biomolécules de la Terre. Les chercheurs rapportant dans ACS Nano ont découvert que de courtes molécules d'ARN peuvent former des cristaux liquides qui encouragent la croissance en chaînes plus longues.

Les scientifiques ont émis l'hypothèse que la vie sur Terre est originaire d'un "monde d'ARN, " où l'ARN remplissait le double rôle de porter l'information génétique et de conduire le métabolisme avant l'aube de l'ADN ou des protéines. En effet, les chercheurs ont découvert des brins d'ARN catalytique, ou "ribozymes, " dans les génomes modernes. Les ribozymes connus ont une longueur d'environ 16 à 150 nucléotides, alors comment est-ce que ces séquences s'assemblent dans un monde primordial sans ribozymes ou protéines existants ? Tommaso Bellini et ses collègues se sont demandé si les cristaux liquides pouvaient aider à guider les précurseurs d'ARN courts pour former des brins plus longs.

Découvrir, les chercheurs ont exploré différents scénarios dans lesquels des ARN courts pourraient s'auto-assembler. Ils ont constaté qu'à des concentrations élevées, de courtes séquences d'ARN (6 ou 12 nucléotides de long) spontanément ordonnées en phases de cristaux liquides. Les cristaux liquides se sont formés encore plus facilement lorsque les chercheurs ont ajouté des ions magnésium, qui stabilise les cristaux, ou polyéthylène glycol, qui séquestrait l'ARN dans des microdomaines hautement concentrés. Une fois les ARN maintenus ensemble dans des cristaux liquides, un activateur chimique pourrait efficacement joindre leurs extrémités en brins beaucoup plus longs. Cet arrangement a également permis d'éviter la formation d'ARN circulaires qui ne pourraient pas être allongés davantage. Les chercheurs soulignent que le polyéthylène glycol et l'activateur chimique ne seraient pas trouvés dans des conditions primordiales, mais ils disent que d'autres espèces moléculaires auraient pu jouer de la même manière, si moins efficace, les rôles.