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Colloque
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Alix Dujardin : McMaster University
Nous avons utilisé des simulations informatiques de dynamique moléculaire pour étudier la formation de prépolymères entre les nucléotides de l'ARN en présence de neuf substrats potentiellement présents sur la Terre primitive. Les prépolymères sont des nucléotides C3'C5' liés par liaison hydrogène supposés être les précurseurs de l'ARN. Nous avons simulé des cycles humide-sec en retirant des molécules d'eau des simulations. Les substrats utilisés incluent trois argiles, un mica, un minéral phosphaté, une silice et deux oxydes métalliques. Ils diffèrent par leur charge de surface et leur capacité à former des liaisons hydrogène. Nous avons quantifié les interactions entre les nucléotides, et entre nucléotides-substrats. Le graphite a été inclus comme substrat inerte, ainsi qu’un système composé uniquement de nucléotides. Le nombre de liaisons hydrogène entre les nucléotides et nucléotides-substrats augmentait considérablement quand l’eau étaient retirées des systèmes. Le nombre le plus élevé de liaisons hydrogène C3'C5' entre nucléotides a été observé dans les systèmes graphitique et en absence de substrat. La surface des substrats a conduit à une organisation des nucléotides, mais aucun d’eux ne s'est avéré être un catalyseur pour la formation de prépolymères. Nos résultats suggèrent que des gouttelettes d'eau sursaturées, pouvant être produites par des geysers ou des sources sur la Terre primitive, pourraient jouer un rôle important dans la polymérisation de l'ARN.
Le problème de l’origine de la vie est l’une des thématiques scientifiques contemporaines ayant fait couler le plus d’encre dans les dernières décennies. De nombreuses hypothèses ont été avancées au fil du temps pour rendre compte de cette transition du non-vivant au vivant, reflétant un intérêt qui transcende les disciplines. Or malgré la quantité de travaux publiés sur le sujet, aucun cadre explicatif n’a encore réussi à cerner de manière exhaustive les mécanismes par lesquels le passage du non-vivant au vivant a pu s’effectuer — tant de manière historique sur Terre, que de manière générale et hypothétique sur d’autres mondes.
Bon nombre de questions restent pour le moment sans réponse, notamment celles d’une définition en bonne et due forme du vivant, des conditions requises ou favorisant son émergence, du processus par lequel le vivant émerge du non-vivant, et des caractéristiques du vivant détectables à l’aide des instruments développés en astrophysique. Apporter des éléments de réponse à ces questionnements nécessite assurément un effort multidisciplinaire, où les contributions des diverses branches de la physique, de la chimie, de la biologie et de la philosophie sont essentielles.
Fondamentalement interdisciplinaires, les investigations portant sur les conditions et mécanismes ayant mené au vivant sur Terre sont ainsi également liées à la recherche d’autres formes de vie ailleurs dans l’Univers. En ce sens, les tentatives d’explication de passage du non-vivant au vivant, tout comme les efforts déployés quant à la détection de biosignatures sur des exoplanètes recoupent de multiples disciplines scientifiques. Le problème de l’origine du vivant constitue en ce sens l’occasion idéale de faire intervenir un dialogue entre les approches plus observationnelles — notamment en astrophysique et en biologie théorique, telles que celles en biologie synthétique, en microbiologie ou en biochimie.
Les avancées scientifiques dans le domaine d’instruments de détection astrophysiques tels que le télescope spatial James Webb, dont l’un des objectifs scientifiques principaux est la caractérisation d’atmosphères exoplanétaires, nous rapprochent inexorablement de l’éventualité d’une première détection de vie à l’extérieur de notre système solaire, ce qui est par ailleurs l’un des objectifs scientifiques principaux de cette mission d’observation. Or ces efforts de détection ne peuvent être découplés des théories du vivant et de son émergence sur Terre : autrement dit, la détection de forme de vie passe nécessairement par la formulation d’une théorie en bonne et due forme du vivant et de son émergence. Proposer un dialogue, dans le cadre du congrès de l’Acfas, entre les multiples angles d’attaque à cette question nous semble être l’une des manières d’en arriver à trouver des points de rapprochement entre les multiples hypothèses énoncées quant à l’origine de la vie.
Thème du congrès 2023 (90e édition) :
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Date :
8 mai 2023
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