Des éléments constitutifs complexes de la vie peuvent se former sur la poussière spatiale, offrant ainsi de nouveaux indices sur les origines de la vie.

Les précurseurs complexes des molécules biologiques peuvent se former spontanément dans l’espace interstellaire, selon une expérience en laboratoire qui ouvre de nouvelles voies pour l’origine de la vie dans l’univers.

En présence de rayonnements ionisants, les acides aminés – les unités de protéines les plus simples – se couplent pour former des liaisons peptidiques, première étape de la synthèse de molécules biologiques plus complexes telles que les enzymes et les protéines cellulaires, selon une nouvelle étude.

Les résultats, publiés le 20 janvier dans la revue Astronomie naturelleoffrent de nouvelles possibilités sur l’origine de la vie sur Terre et pourraient aider les scientifiques à cibler la recherche de vie extraterrestredisent les auteurs de l’étude.

Le cocktail de la vie

Le début de la vie a évolué à partir d’un cocktail complexe de molécules prébiotiques, notamment des acides aminés, des sucres basiques et ARN. Mais la manière dont ces simples composés starter se sont formés reste un mystère. Une hypothèse suggère que certaines de ces molécules pourraient provenir de l’espace extra-atmosphérique et avoir ensuite été transportées sur la Terre primitive par des impacts de météorites, a déclaré Alfred Hopkinsonauteur principal de l’étude et chercheur postdoctoral au Département de physique et d’astronomie de l’Université d’Aarhus au Danemark.

La glycine, l’acide aminé le plus simple, est un exemple qui a été détecté dans de nombreux échantillons de comètes et de météorites au cours des 50 dernières années, y compris des échantillons de poussière. tiré de l’astéroïde Bennu lors de la récente mission OSIRIS-REx de la NASA. Des unités dipeptides plus complexes, qui se forment lorsque deux acides aminés se lient en libérant de l’eau, n’ont pas encore été identifiées dans ces corps extraterrestres, mais les conditions intensément ionisantes de l’espace interstellaire donnent lieu à une chimie inhabituelle et pourraient théoriquement favoriser la formation de ces molécules plus grosses.

« Si les acides aminés pouvaient se joindre dans l’espace et atteindre le niveau de complexité suivant (dipeptides), lorsqu’ils seraient livrés à une surface planétaire, il y aurait un point de départ encore plus positif pour former la vie », a déclaré Hopkinson à Live Science. « C’est une théorie très passionnante, et nous voulions voir quelle est la limite de complexité que ces molécules pourraient former dans l’espace ? »

Refaire l’univers dans un laboratoire

L’équipe, dirigée par un astrophysicien de l’Université d’Aarhus Sergio Ioppoloa donc cherché à reproduire le plus fidèlement possible les conditions de l’espace. À l’aide du cyclotron Atomki HUN-REN en Hongrie, ils ont bombardé des cristaux de glace recouverts de glycine avec des protons de haute énergie à 20 kelvins (moins 423,67 degrés Fahrenheit ou moins 253,15 degrés Celsius) et 10 degrés Celsius.^-9 millibar, afin de simuler au plus près les conditions de l’espace. Ensuite, en utilisant la spectroscopie infrarouge et la spectrométrie de masse – méthodes permettant d’identifier respectivement les types de liaisons présentes et la masse moléculaire des produits – les chercheurs ont analysé les produits au fur et à mesure de leur formation.

Mais surtout, ils ont utilisé une série de marqueurs de deutérium – des atomes d’hydrogène plus lourds qui produisent un signal différent lors de l’analyse spectroscopique – pour suivre exactement la manière dont les molécules de glycine interagissaient.

Leur expérience marquée a rapidement confirmé leur hypothèse initiale : les molécules de glycine réagissaient ensemble en présence de rayonnement pour former un dipeptide appelé glycylglycine, prouvant ainsi que des composés plus complexes contenant des liaisons peptidiques pouvaient se former spontanément dans l’espace.

Plus de surprises chimiques

Mais les dipeptides n’étaient pas la seule molécule organique complexe générée dans ces conditions. Un signal étonnamment complexe a été provisoirement identifié comme étant le N-formylglycinamide, une sous-unité de l’une des enzymes impliquées dans la production des éléments constitutifs de l’ADN et, par conséquent, un autre acteur clé dans l’origine de la vie. chimie.

« Si vous produisez une si vaste gamme de types différents de molécules organiques, cela pourrait avoir un impact sur l’origine de la vie d’une manière à laquelle nous n’avions pas pensé », a déclaré Hopkinson. « C’est intéressant de parler à d’autres chercheurs – disons : Le monde de l’ARN gens – et voyez comment cela pourrait changer leur image de la Terre primitive.

Cependant, à l’avenir, l’équipe étudie si ce même processus se produit pour d’autres acides aminés formant des protéines dans le milieu interstellaire, ce qui ouvrirait potentiellement la possibilité de former des peptides plus diversifiés et plus complexes aux propriétés chimiques contrastées.