De nouvelles preuves soutiennent la théorie selon laquelle la vie sur Terre est née d’un mélange d’ARN et d’ADN

Pendant longtemps, l’hypothèse du « monde de l’ARN » a été largement acceptée par les chimistes et les biologistes moléculaires quant à la façon dont la vie sur Terre est apparue.

Proposée pour la première fois par Alexander Rich en 1962, cette hypothèse suggère que l’ARN primordial autoreproducteur est apparu avant les protéines et l’ADN. Cependant, des études récentes ont contredit cette hypothèse, en proposant que l’ARN et l’ADN pourraient en fait s’être formés ensemble.

Une nouvelle étude publiée dans la revue Angewandte Chemie a rejoint cette opposition, suggérant que l’ARN et l’ADN sont nés ensemble de réactions chimiques similaires et que les premières molécules auto-répliquantes pourraient avoir été un mélange ADN/ARN. « Cette découverte est une étape importante vers le développement d’un modèle chimique détaillé de la façon dont les premières formes de vie sont nées sur Terre », a déclaré le Dr Ramanarayanan Krishnamurthy, professeur associé de chimie au Scripps Research Institute et auteur principal de l’étude.

Les auteurs de l’article affirment que l’ARN pourrait être trop « collant » pour avoir été les premières molécules auto-répliquantes. Les brins d’ARN se répliquent par un brin servant de modèle pour un brin complémentaire, qui dans les organismes actuels est séparé du modèle par des enzymes. Cependant, les brins d’ARN ne sont pas bons pour se séparer d’eux-mêmes, et les enzymes sont des protéines et n’auraient donc pas existé dans le « monde de l’ARN ». Les chercheurs affirment que les brins « chimériques », constitués à la fois d’ARN et d’ADN, pourraient contourner ce problème en étant moins collants.

Dans cette étude, les chercheurs se sont appuyés sur des études antérieures de la formation d’ARN et d’ADN dans des conditions prébiotiques (avant la vie). Ces conditions n’incluent pas les produits chimiques qui ne se produisent qu’à cause des organismes vivants, mais seulement les produits abiotiques. Cela permet aux chercheurs d’évaluer comment la vie a pu naître de ces conditions abiotiques. Cette étude s’est concentrée sur les nucléosides – les éléments constitutifs de l’ARN et de l’ADN – en présence des composés organiques 2-aminoimidazole et Diamidophosphate (DAP).

Il a été observé que, avec ces deux produits chimiques, les désoxynucléosides (qui constituent l’ADN) réagissaient pour produire de courts oligomères d’ADN. Des données préliminaires ont indiqué qu’il en était de même pour les ribonucléosides, qui constituent l’ARN. Dans une étude de 2017, Krishnamurthy et ses collègues ont montré que le DAP pourrait avoir joué un rôle clé dans la modification des ribonucléosides pour les enchaîner en premiers brins d’ARN. La nouvelle étude a montré que dans des conditions similaires, elle pourrait faire de même pour l’ADN.

« Nous avons découvert, à notre grande surprise, que l’utilisation du DAP pour réagir avec les désoxynucléosides fonctionne mieux lorsque les désoxynucléosides ne sont pas tous identiques mais sont plutôt des mélanges de différentes “lettres” d’ADN comme A et T, ou G et C, comme de l’ADN réel », a expliqué le premier auteur, le Dr Eddy Jiménez.

Ces résultats pourraient nous permettre de mieux comprendre l’origine de la vie sur Terre, tout en étant utiles à la recherche et à l’industrie. De nombreux processus, tels que l’amplification en chaîne par polymérase (PCR), utilisée dans les tests pour COVID-19, reposent sur la synthèse artificielle d’ADN et d’ARN, mais dépendent d’enzymes souvent fragiles. Ces découvertes pourraient déboucher sur des méthodes alternatives sans enzymes.

Lire aussi : L’ADN d’un ancêtre non identifié a été transmis aux humains vivant aujourd’hui

Source : IFLScience – Traduit par Anguille sous roche