Une nouvelle expérience sur l’ARN pourrait enfin révéler l’origine de la vie
Nous sommes très proches de tracer le chemin ultime de l’évolution.
L’humanité a toujours cherché une réponse à la question de savoir comment la vie a commencé et a élaboré différentes théories sur l’origine de la vie. Mais depuis près de deux siècles, la théorie de l’évolution de Darwin a permis d’éclaircir de nombreuses énigmes qui étaient inconnues des humains.
Inspirés par la théorie de l’évolution, des chercheurs de l’université de Tokyo ont mené une expérience de longue haleine sur la réplication de l’ARN et ont ainsi découvert une transition entre un système chimique et une complexité biologique. L’équipe de recherche a fini par créer une molécule d’ARN qui peut non seulement se reproduire, mais aussi “évoluer” en une variété de molécules plus compliquées, selon une étude publiée dans Nature Communications. Cette découverte peut nous donner des indices sur les premiers stades de l’évolution.
Cette nouvelle découverte constitue une percée significative en termes de darwinisme, car les chercheurs ont expérimenté un système unique de réplication de l’ARN, qui conduit à un processus auto-perpétué de changement continu basé sur les mutations et la sélection naturelle.
L’expérience comprenait l’incubation de molécules d’ARN réplicase dans des gouttelettes d’eau enveloppées d’huile à 37 ° C pendant cinq heures d’affilée. Puis les nutriments ont été ajoutés pour être mélangés avant d’être placés dans un incubateur pour cinq autres heures. Ce processus a été répété jusqu’à 240 fois. Le résultat de cette analyse de séquence était que deux lignées d’ARN se ramifiaient en de multiples sous-lignées d’ARN d’hôte et de parasite.
“Honnêtement, nous doutions initialement que des ARN aussi diversifiés puissent évoluer et coexister”, a commenté Ryo Mizuuchi, auteur correspondant de l’étude. “En biologie de l’évolution, le ‘principe d’exclusion compétitive’ stipule que plusieurs espèces ne peuvent pas coexister si elles sont en compétition pour les mêmes ressources. Cela signifie que les molécules doivent établir un moyen d’utiliser différentes ressources les unes après les autres pour une diversification soutenue. Comme ce ne sont que des molécules, nous nous sommes demandé s’il était possible que des espèces chimiques non vivantes développent spontanément une telle innovation.”
Un nouvel aperçu de l’origine de la vie
L’ARN hôte d’origine se réplique par traduction de la réplicase auto-encodée, ce qui permet de générer des ARN hôtes mutants et des ARN parasites.
L’étude nous donne un aperçu supplémentaire des premiers stades de l’évolution et d’une éventuelle voie d’évolution. Il a également été prouvé que l’ARN peut évoluer et conduire à une vie complexe. Les chercheurs ont l’intention de mener des recherches supplémentaires pour en savoir plus sur la manière dont l’ARN a pu ouvrir la voie aux systèmes biologiques. “Les résultats pourraient être un indice pour résoudre la question ultime que les êtres humains se posent depuis des milliers d’années : quelles sont les origines de la vie ?” a déclaré Mizuuchi.
Résumé :
Dans l’évolution prébiotique, on pense que les molécules auto-réplicatives ont évolué vers des systèmes vivants complexes en étendant leurs informations et leurs fonctions de manière illimitée. En théorie, une telle complexification évolutive pourrait se produire par l’apparition successive de nouveaux réplicateurs qui interagissent les uns avec les autres pour former des réseaux de réplication. Nous réalisons ici des expériences d’évolution à long terme d’un ARN qui se réplique à l’aide d’une ARN réplicase auto-encodée. L’ARN se diversifie en plusieurs lignées coexistantes d’hôtes et de parasites, dont les fréquences dans la population fluctuent initialement et se stabilisent progressivement. La population finale, comprenant cinq lignées d’ARN, forme un réseau de réplicateurs avec diverses interactions, y compris la coopération pour aider la réplication de tous les autres membres. Ces résultats soutiennent la capacité des réplicateurs moléculaires à développer spontanément la complexité par l’évolution darwinienne, une étape critique pour l’émergence de la vie.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
