Les météorites auraient pu apporter les 5 « lettres » génétiques de l’ADN au début de la Terre
Les principaux éléments constitutifs de l’ADN que les recherches précédentes n’avaient mystérieusement pas réussi à découvrir dans les météorites ont maintenant été découverts dans les roches spatiales, ce qui suggère que les impacts cosmiques auraient pu autrefois aider à fournir ces ingrédients vitaux de la vie à l’ancienne Terre.
L’ADN est composé de quatre blocs de construction principaux – des nucléobases appelées adénine (A), thymine (T), cytosine (C) et guanine (G). La molécule sœur de l’ADN, l’ARN, utilise également A, C et G, mais remplace la thymine par l’uracile (U). Les scientifiques se demandent si météorites aurait pu aider à fournir ces composés à Terre ont précédemment recherché des nucléobases dans les roches spatiales, mais jusqu’à présent, les scientifiques n’avaient détecté que A et G dans les roches spatiales, et non T, C ou U.
Les nucléobases se déclinent en deux saveurs, appelées purines et pyramidines. Les nucléobases précédemment observées dans les météorites sont toutes deux des purines, constituées chacune d’une molécule hexagonale fusionnée avec une molécule pentagonale. Celles qui manquaient jusqu’à présent dans les roches spatiales sont les pyramidines, qui sont des structures plus petites constituées chacune d’une seule molécule hexagonale.
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La raison pour laquelle seules des purines, et non des pyramidines, ont été vues dans les météorites a longtemps été un mystère. Des expériences antérieures en laboratoire simulant les conditions dans l’espace extra-atmosphérique ont suggéré que les purines et les pyramidines auraient pu se former au cours de réactions chimiques déclenchées par la lumière dans les nuages moléculaires interstellaires, et que les composés auraient ensuite pu être incorporés dans astéroïdes et des météorites lors de la formation du système solaire. De telles réactions chimiques peuvent également s’être produites directement dans les roches spatiales.
Maintenant, les scientifiques ont enfin détecté toutes les pyramidines et purines trouvées dans l’ADN et l’ARN des météorites qui sont arrivées sur Terre.
« La présence des cinq nucléobases primaires dans les météorites peut avoir une contribution à l’émergence de fonctions génétiques avant l’apparition de la vie sur la Terre primitive », a déclaré à Space.com l’auteur principal de l’étude, Yasuhiro Oba, astrochimiste à l’Université d’Hokkaido au Japon.
Les chercheurs ont utilisé des techniques analytiques de pointe conçues à l’origine pour être utilisées dans la recherche génétique et pharmaceutique pour détecter de minuscules quantités de nucléobases, jusqu’à une gamme de parties par billion. C’est au moins 10 à 100 fois plus sensible que les méthodes précédentes qui tentaient de détecter les pyramidines dans les météorites, a déclaré Oba.
Les scientifiques ont analysé des échantillons de trois météorites riches en carbone, ou carbonées, qui, selon des travaux antérieurs, auraient pu héberger les types de réactions chimiques qui ont créé des nucléobases – le MurchisonMurray et Tagish Lake météorites.
Les scientifiques ont détecté T, C et U à des niveaux allant jusqu’à quelques parties par milliard dans les météorites. Ces composés étaient présents à des concentrations similaires à celles prédites par des expériences reproduisant les conditions qui existaient avant la formation du système solaire. En plus des composés cruciaux T, C et U, les scientifiques ont également détecté d’autres pyramidines non utilisées dans l’ADN ou l’ARN qui montrent en outre la capacité des météorites à transporter ces composés.
« Grâce à nos découvertes, nous pouvons dire que les nucléobases montrent également de grandes variétés de météorites carbonées », a déclaré Oba.
On ne sait pas pourquoi les pyramidines étaient tellement moins abondantes dans ces météorites que les purines. Oba a suggéré qu’un indice pourrait résider dans le fait que les purines comprennent un anneau pentagonal appelé imidazole, contrairement aux pyramidines.
L’imidazole et les molécules similaires se sont avérées beaucoup plus abondantes que les pyramidines dans ces météorites, ce qui suggère qu’elles pourraient s’avérer plus faciles à synthétiser pour les réactions chimiques naturelles. De plus, l’imidazole peut agir comme un catalyseur primitif pour déclencher des réactions chimiques, telles que la formation de purines au lieu de pyramidines.
Les scientifiques ont détaillé leurs trouvailles en ligne le 26 avril dans la revue Nature Communications.
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