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Un acide aminé formé sans intervention biologique
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Un acide aminé formé sans intervention biologique

Après des décennies de recherches, une équipe française a découvert un acide aminé géochimique dans des roches souterraines au fond de l'océan. Si le tryptophane n'est pas l'une des briques de base de la vie, sa présence suggère que des acides aminés sont créés dans la nature, sans intervention d'un organisme vivant.

C'est un endroit perdu au milieu de l'océan, sur la dorsale médio-atlantique. Les anglophones l'ont baptisé massif Atlantis, dont un sommet abrite Lost City, la Cité perdue, à plus de 4 000 mètres du plancher océanique, à 700 mètres des vagues. Un lieu habité de créatures sous-marines souvent étranges. Des êtres modelés par la biochimie particulière de ce champ de sources hydrothermales chaudes, chargées de soufre et de divers éléments présents dans cette région connectée aux entrailles terrestres par les lois de la tectonique.

Une expédition scientifique a prélevé des échantillons de roches par forage dans ce Machu Picchu océanique. L'analyse de ces serpentinites, une famille de roches silicatées, a révélé la présence d'une molécule inattendue. « Notre première réaction a été la stupeur. Nous cherchions à caractériser cette roche et à y découvrir des traces d'activité biologique comme nous le faisons depuis des années, sans imaginer découvrir des processus abiotiques. C'est d'ailleurs pour cela qu'il a fallu si longtemps avant d'envisager de publier nos résultats. » À l'Institut de physique du globe de Paris, Bénédicte Ménez, première auteure de ces travaux parus dans Nature, n'en revient pas d'avoir trouvé du tryptophane dans des roches prélevées, en 2004, à 173 mètres sous la Cité perdue.

« Sa présence confirme ce que les modèles thermodynamiques, les expériences de laboratoire et des météorites suggèrent depuis des décennies : de simples réactions chimiques peuvent former des acides aminés sans intervention d'un organisme biologique, pour peu que les constituants chimiques, la température et la pression soient favorables », explique la chercheuse. Jusqu'à présent, toutes les preuves concrètes d'une synthèse de ces molécules organiques reposaient sur des organismes vivants qui, eux-mêmes, en ont besoin pour vivre. Une sorte de paradoxe de l'oeuf et de la poule. En 1952, l'Américain Stanley Miller a montré qu'une soupe d'éléments et de molécules inorganiques placés dans un contexte physico-chimique adapté est un creuset pour la formation de molécules biologiques. Cette expérience a été confirmée par la présence de molécules prébiotiques dans de nombreuses météorites retrouvées sur Terre, sans qu'on ait jamais démontré leur présence naturelle sur le globe. Dans ce contexte, la découverte de tryptophane dans des roches souterraines suscite l'interrogation. Puisque l'on sait que la vie se niche partout, les échantillons sont-ils vierges de toute contamination ?

Des indices solides

« Il faut être prudent. On a déjà vu des roches polluées par des n-alkanes de la scie diamantée qui a servi à découper les échantillons, par exemple », rappelle Marie-Paule Bassez, professeure à l'université de Strasbourg. « Nous avons suivi un protocole très soigneux pour éviter de contaminer les échantillons. Il est vrai aussi que, du fait de leur faible profondeur, le risque de contamination biologique était très fort, insistent Bénédicte Ménez et sa consoeur Céline Pisapia, coauteure de la publication. Mais tous les indices sont solides et convergent vers l'idée que ce tryptophane est d'origine géochimique. »

Selon ces travaux, aucun indice d'activité biologique n'a pu être retrouvé. « Il n'y a pas de trace d'autres macromolécules biologiques, explique Bénédicte Ménez. On ne trouve pas non plus de débris de bactéries, par exemple des fragments de membrane cellulaire. Et le tryptophane ne se trouve que dans l'argile de ces roches - un matériau connu pour faciliter ce type de chimie. Les analyses spectroscopiques, réalisées notamment dans l'ultraviolet avec le synchrotron Soleil, montrent une signature spectrale très proche de celle du tryptophane "libre" et plus éloignée de celle du tryptophane lorsqu'il est intégré dans une protéine. »

Produit dans l'industrie pour toutes sortes d'applications, le tryptophane est en effet bien connu des spécialistes. « Il ne fait pas partie des acides aminés considérés comme essentiels pour former les premières briques de la vie, rappelle Bénédicte Ménez. Mais il est connu pour catalyser d'autres réactions qui forment, par exemple, des sucres et des aldéhydes. Sa présence confirme que des processus géochimiques, abiotiques, peuvent former des acides aminés. On en trouvera peut-être d'autres à l'avenir. »

« À ma connaissance, c'est bien la première fois que l'on fait état de la présence d'un acide aminé formé sans intervention biologique dans la nature, se réjouit Marie-Paule Bassez. J'y vois une confirmation de ma proposition, publiée en 2003, sur la synthèse d'acides aminés dans les pores et cavités rocheuses des terrains hydrothermaux. Des expériences de chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectroscopie de masse pourraient confirmer les observations de mes collègues. » En effet, le tryptophane est une molécule chirale, dont les deux formes - énantiomères - sont symétriques l'une de l'autre dans un miroir. « Le tryptophane biologique contient une majorité de molécules de forme appelée "gauche" (L-). Si on trouve les énantiomères L- et D- en parts à peu près égales, cela prouvera qu'il s'agit de tryptophane abiotique. » « Nous y avons bien sûr pensé, mais les quantités en jeu sont trop faibles pour ce type d'analyse », répond Bénédicte Ménez.

Pour le moment, son groupe se penche, en collaboration avec des chercheurs de l'université de Lyon, sur d'autres échantillons de la même carotte. « Le forage de 2004 avait atteint 1 200 mètres de profondeur, explique-t-elle. Plus les roches sont profondes, plus elles sont chaudes, et plus la possibilité d'une synthèse biologique peut être écartée.


Source : La Recherche
Crédit : IPGP

Section fine de la roche dans laquelle a été détecté le tryptophane abiotique. En médaillon, une image réalisée avec le synchrotron Soleil, dont la fluorescence révèle cet acide aminé (en violet) dans l'argile.

Un acide aminé formé sans intervention biologique Actualités

Un acide aminé formé sans intervention biologique

Après des décennies de recherches, une équipe française a découvert un acide aminé géochimique dans des roches souterraines au fond de l'océan. Si le tryptophane n'est pas l'une des briques de base de la vie, sa présence suggère que des acides aminés sont créés dans la nature, sans intervention d'un organisme vivant.

C'est un endroit perdu au milieu de l'océan, sur la dorsale médio-atlantique. Les anglophones l'ont baptisé massif Atlantis, dont un sommet abrite Lost City, la Cité perdue, à plus de 4 000 mètres du plancher océanique, à 700 mètres des vagues. Un lieu habité de créatures sous-marines souvent étranges. Des êtres modelés par la biochimie particulière de ce champ de sources hydrothermales chaudes, chargées de soufre et de divers éléments présents dans cette région connectée aux entrailles terrestres par les lois de la tectonique.

Une expédition scientifique a prélevé des échantillons de roches par forage dans ce Machu Picchu océanique. L'analyse de ces serpentinites, une famille de roches silicatées, a révélé la présence d'une molécule inattendue. « Notre première réaction a été la stupeur. Nous cherchions à caractériser cette roche et à y découvrir des traces d'activité biologique comme nous le faisons depuis des années, sans imaginer découvrir des processus abiotiques. C'est d'ailleurs pour cela qu'il a fallu si longtemps avant d'envisager de publier nos résultats. » À l'Institut de physique du globe de Paris, Bénédicte Ménez, première auteure de ces travaux parus dans Nature, n'en revient pas d'avoir trouvé du tryptophane dans des roches prélevées, en 2004, à 173 mètres sous la Cité perdue.

« Sa présence confirme ce que les modèles thermodynamiques, les expériences de laboratoire et des météorites suggèrent depuis des décennies : de simples réactions chimiques peuvent former des acides aminés sans intervention d'un organisme biologique, pour peu que les constituants chimiques, la température et la pression soient favorables », explique la chercheuse. Jusqu'à présent, toutes les preuves concrètes d'une synthèse de ces molécules organiques reposaient sur des organismes vivants qui, eux-mêmes, en ont besoin pour vivre. Une sorte de paradoxe de l'oeuf et de la poule. En 1952, l'Américain Stanley Miller a montré qu'une soupe d'éléments et de molécules inorganiques placés dans un contexte physico-chimique adapté est un creuset pour la formation de molécules biologiques. Cette expérience a été confirmée par la présence de molécules prébiotiques dans de nombreuses météorites retrouvées sur Terre, sans qu'on ait jamais démontré leur présence naturelle sur le globe. Dans ce contexte, la découverte de tryptophane dans des roches souterraines suscite l'interrogation. Puisque l'on sait que la vie se niche partout, les échantillons sont-ils vierges de toute contamination ?

Des indices solides

« Il faut être prudent. On a déjà vu des roches polluées par des n-alkanes de la scie diamantée qui a servi à découper les échantillons, par exemple », rappelle Marie-Paule Bassez, professeure à l'université de Strasbourg. « Nous avons suivi un protocole très soigneux pour éviter de contaminer les échantillons. Il est vrai aussi que, du fait de leur faible profondeur, le risque de contamination biologique était très fort, insistent Bénédicte Ménez et sa consoeur Céline Pisapia, coauteure de la publication. Mais tous les indices sont solides et convergent vers l'idée que ce tryptophane est d'origine géochimique. »

Selon ces travaux, aucun indice d'activité biologique n'a pu être retrouvé. « Il n'y a pas de trace d'autres macromolécules biologiques, explique Bénédicte Ménez. On ne trouve pas non plus de débris de bactéries, par exemple des fragments de membrane cellulaire. Et le tryptophane ne se trouve que dans l'argile de ces roches - un matériau connu pour faciliter ce type de chimie. Les analyses spectroscopiques, réalisées notamment dans l'ultraviolet avec le synchrotron Soleil, montrent une signature spectrale très proche de celle du tryptophane "libre" et plus éloignée de celle du tryptophane lorsqu'il est intégré dans une protéine. »

Produit dans l'industrie pour toutes sortes d'applications, le tryptophane est en effet bien connu des spécialistes. « Il ne fait pas partie des acides aminés considérés comme essentiels pour former les premières briques de la vie, rappelle Bénédicte Ménez. Mais il est connu pour catalyser d'autres réactions qui forment, par exemple, des sucres et des aldéhydes. Sa présence confirme que des processus géochimiques, abiotiques, peuvent former des acides aminés. On en trouvera peut-être d'autres à l'avenir. »

« À ma connaissance, c'est bien la première fois que l'on fait état de la présence d'un acide aminé formé sans intervention biologique dans la nature, se réjouit Marie-Paule Bassez. J'y vois une confirmation de ma proposition, publiée en 2003, sur la synthèse d'acides aminés dans les pores et cavités rocheuses des terrains hydrothermaux. Des expériences de chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectroscopie de masse pourraient confirmer les observations de mes collègues. » En effet, le tryptophane est une molécule chirale, dont les deux formes - énantiomères - sont symétriques l'une de l'autre dans un miroir. « Le tryptophane biologique contient une majorité de molécules de forme appelée "gauche" (L-). Si on trouve les énantiomères L- et D- en parts à peu près égales, cela prouvera qu'il s'agit de tryptophane abiotique. » « Nous y avons bien sûr pensé, mais les quantités en jeu sont trop faibles pour ce type d'analyse », répond Bénédicte Ménez.

Pour le moment, son groupe se penche, en collaboration avec des chercheurs de l'université de Lyon, sur d'autres échantillons de la même carotte. « Le forage de 2004 avait atteint 1 200 mètres de profondeur, explique-t-elle. Plus les roches sont profondes, plus elles sont chaudes, et plus la possibilité d'une synthèse biologique peut être écartée.


Source : La Recherche
Crédit : IPGP

Section fine de la roche dans laquelle a été détecté le tryptophane abiotique. En médaillon, une image réalisée avec le synchrotron Soleil, dont la fluorescence révèle cet acide aminé (en violet) dans l'argile.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

07 - Ardèche

Du 17 mai au 11 octobre

CANOE KAYAK EN ARDECHE

Canoë Kayak 07 propose cette saison des journées découvertes permettant de découvrir cette activité gratuitement.
Les 17 et 24 mai, 7, 14, 21, 28 juin, 5 juillet, 30 aout, 6, 13, 20, 27 septembre et 4, 11 octobre.
Mini-descente du pont d’Arc, 8 km, le matin à 9h à AM à 15h, sur réservation au 04 75 37 17 79 ou par email : charmasson.yves@wanadoo.fr

Canoë Kayak 07
Quartier de Châmes
07150 Vallon Pont d’Arc
04 75 88 03 06
www.canoekayak07.com


09 - Ariège

2 mars

ATELIER
"VIENS TE RÉCHAUFFER À LA MAISON – MUSIQUE VERTE" 

Le samedi 2 mars 2019 de 14h à 17h30, Au coin du feu, venez fabriquer des sifflets en bois, et découvrir des sons réalisables avec des feuilles, branches et autres objets qui nous entourent… Le tout se terminera par un bon goûter de chez nous ! 8,50 € /adulte – 7 €/ enfant. Réservation au 05 61 66 47 98 ou info@paysdestraces.fr

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


11 - Aude

Du 10 janvier 2019 au 14 février

COURS DE POTERIE : RAKU

Animés par la potière Cécile Dussaud. Jeudis 10, 17, 24, 31 janvier et 14 février, de 18h à 20h, à Amphoralis. La cuisson à la technique japonaise du raku sera ensuite effectuée le dimanche 24 février, de 14h à 18h.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


14 - Calvados

Jusqu’au 29 février 2020

EXPOSITION
"LES REQUINS ! 430 MILLIONS D’ANNÉES D’ÉVOLUTION"

Découvrez la grande diversité des requins, allant d’espèces de petites tailles, jusqu’aux poissons géants dont les dents sont plus grandes qu’une main humaine.
Cette exposition évoque également le grand danger auquel ils sont confrontés : l’Homme. Venez découvrir de nouvelles espèces et apprendre en vous amusant grâce à une fresque digitale.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


21 - Côte d'Or

Jusqu’au 31 mars 2019

EXPOSITION PLEIN-AIR
"IMPACTS ! HOMME-NATURE"

Venez découvrir les relations homme-nature au plus près du vivant !
De l’évolution du comportement animal à celui du climat et des milieux naturels, les chercheurs de Bourgogne et de Franche-Comté tentent de comprendre le rôle de l’Homme dans ces changements. Traversez ville, campagne et forêt et voyagez jusqu’aux pôles pour observer ces recherches in vivo !

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


22 - Côtes d'Armor

22 février

CONFÉRENCE - SPECTACLE
"HISTOIRE ET ÉVOLUTION DE LA LUNE"

Pour l’ouverture de cette année du 50ème anniversaire de la mission Apollo 9, répétition générale avant le voyage vers la Lune, cette séance spéciale vous emmènera à la découverte de notre satellite.
Vendredi 22 février à 17h30. Tarif 4 €.

Planétarium de Bretagne
Parc du Radôme
22560 Pleumeur-Bodou
02 96 15 80 30
www.planetarium-bretagne.fr


25 - Doubs

Jusqu'au 22 avril 2019

EXPOSITION "FROID"

Véritable plongée dans l’univers du froid, l’exposition met en scène les multiples facettes du froid et plonge le visiteur dans des univers différents :
vie quotidienne, milieux extrêmes, biologie, physique, chimie, recherche, technologie, science-fiction... et l’invite à expérimenter.

Saline royale
Grande rue
25610 Arc-et-Senans
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


30 - Gard

Du 9 février au 10 mars

EXPOSITION
"VOLCANS, LA VIE DE LA TERRE"

Découvrez les grands mécanismes des profondeurs de la Terre, les menaces et richesses que représentent les volcans grâce à une vingtaine de manipulations interactives.
Exposition gratuite, tout public. Entrée libre de 10h à 18h en semaine ; 14h-18h samedi et dimanche.

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


14 février

CONFÉRENCE-SPECTACLE
"MATHÉMATIQUES, MAGIE ET MYSTÈRE

Durant cette conférence, des exemples de création de tours magiques à partir des maths seront présentés, et réciproquement  des tours de magie seront décortiqués pour y découvrir des maths.
Jeudi 14 février à 18h. Gratuit, sur réservation sur www.visiatome.fr(conseillée à partir de 11 ans).

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


44 - Loire Atlantique

Du 8 au 19 mai 2019

EXPOSITION
"LES FLORALIES INTERNATIONALES DE NANTES"

Lors de cette prestigieuse manifestation florale, les visiteurs seront invités à découvrir dans le cadre exceptionnel du Parc de la Beaujoire des scènes ornementales élaborées par des professionnels et des amateurs passionnés.
Une représentation florale de haut niveau qui contribuera à les étonner, les dépayser, les faire rêver...

Floralies Internationales
Parc des Expositions de la Beaujoire
Route de Saint-Joseph de Porterie
44300 Nantes
http://comite-des-floralies.com/fre/


50 - Manche

Du 9 février au 2 juin

EXPOSITION
"FABULEUX OUTILS DE JARDIN"

Guillaume Pellerin a rassemblé pendant plus de 40 ans dans son jardin botanique de Vauville une très grande collection d’outils de jardin anciens. Cette exposition vous dévoile tous les secrets d’une culture aussi ancienne que l’humanité, à travers les outils classés selon leur fonction, de la préparation du sol à la plantation, l’arrosage ou encore la récolte. Gratuit.

Le Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


61 - Orne

Du 9 février au 10 mars

Manifestation
"Tout Feu Tout Flamme"

Artistes et artisans, producteurs et restaurateurs, professionnels du tourisme se réunissent à nouveau pour proposer un évènement convivial autour du thème du feu.

Ecomusée du Perche
Prieuré de Sainte-Gauburge
61130 Saint-Cyr-la-Rosiere
02 33 73 48 06
www.ecomuseeduperche.fr


Du 10 février au 21 mars

EXPOSITIONS
"COLÉOPTÈRES…"

Œuvres céramiques de François Gueneau.

Ecomusée du Perche
Prieuré de Sainte-Gauburge
61130 Saint-Cyr-la-Rosiere
02 33 73 48 06
www.ecomuseeduperche.fr

Lieux:

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