Une nouvelle théorie sur la naissance de la vie.

[BEH]

Une nouvelle théorie sur la naissance de la vie :
RNA et DNA ont-ils collaboré ? http://onlinelibrary.wiley.com/doi/1...16DA16F.f04t04 (nofree)
La vie est collaboration. La collaboration est-elle mère de la vie ?
Source : http://phys.org/news/2016-09-scienti...eory-life.html
-----

[Geb]

Bonjour,

Une nouvelle théorie sur la naissance de la vie :
RNA et DNA ont-ils collaboré ? http://onlinelibrary.wiley.com/doi/1...16DA16F.f04t04 (nofree)
La vie est collaboration. La collaboration est-elle mère de la vie ?
Source : http://phys.org/news/2016-09-scienti...eory-life.html

Pour ma part, je ne suis vraiment pas convaincu.

Les auteurs de cette publication ne citent à aucun moment l'hypothèse de départ selon laquelle l'ADN est apparue à une époque ou existaient déjà des organismes à ARN et que ce serait un virus, ou plusieurs virus, qui auraient "inventé" l'ADN (hypothèse de Patrick Forterre et collaborateurs).

Ils estiment que l'argument classique, qui est de dire que l'ADN est postérieur à l'ARN parce que "les désoxyribonucléotides sont formés par la réduction des ribonucléotides catalysée par une enzyme" ne tient pas, parce qu'il existent des publications qui font l'hypothèse que :

- l'ADN était plus précoce ou est apparue concurremment à l'ARN (Freeland & Knight, 1999 ; Dworkin et al., 2003 ; Poole et al., 2014),

Et que tout cela est "étayé par des voies prébiotiques plausibles vers des désoxyribonucléosides ou leurs précurseurs" (Patel et al., 1981 ; Powner et al., 2012 ; Ritson & Sutherland, 2014 ; Cafferty & Hud, 2014).

Je trouve cela très mince comme argumentaire. À mon sens, ce n'est pas suffisant pour abandonner l'hypothèse désormais "classique", beaucoup plus plausible à mes yeux (celle de Forterre et al.), dont ils n'ont, de plus, manifestement pas connaissance.

Autrement dit, mais ce n'est que mon humble opinion, j'estime que leurs prémices sont sinon erronés, au moins pas aussi solides qu'il n'y paraît, voire hautement critiquables.

Cordialement.

[KLASS]

Je trouve cette proposition de collaboration assez peu convaincante car supposant plus de complexité aux origines que par la suite; Ce qui m'a toujours intrigué c'est la corrélation entre nucléotide unité d'information et nucléotide élément vecteur d'énergie : ATP , GTP. N'y aurait il pas quelque chose à creuser ici?

[JPL]

Bien sûr, c'est évident. Geb, un point sur la question ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[saint.112]

Je n'ai rien à ajouter à ce qu'a dit Geb. Je voudrais faire juste quelques remarques :

Une nouvelle théorie sur la naissance de la vie : RNA et DNA ont-ils collaboré ?

Pour parler en toute rigueur il n'y a pas de théorie sur la naissance de la vie il n'y a que des hypothèses qui tiennent en général sur des bases assez spéculatives. Le débat entre monde à ADN et monde à ARN par exemple, même si l'une des hypothèses semble tenir la corde, n'a reçu aucune preuve définitive.
Ça peut être intéressant mais on est très loin d'un scénario vraisemblable et complet sur l'émergence de la vie.

La vie est collaboration. La collaboration est-elle mère de la vie ?

Pour parler en toute rigueur, c'est de la philosophie. Si l'on fait de la science il faut parler chimie.

Nico

[LeMulet]

Je ne suis pas non plus convaincu par l'argument suivant ;

- l'ADN était plus précoce ou est apparue concurremment à l'ARN (Freeland & Knight, 1999 ; Dworkin et al., 2003 ; Poole et al., 2014),

Peut-être qu'il y avait un précurseur commun à l'ADN et l'ARN ?

Un Prédécesseur de l'ADN aurait été Trouvé

Et si l'on venait de trouver la trace de la première molécule génétique ? Si l'ADN reste la forme reine de stockage de l'information dans le vivant, certaines théories font de l'ARN, son cousin, un prédécesseur.

Entre les deux acides nucléiques, peu de différences : le squelette est le même, alternant sucre et phosphate, et s'y accrochent quatre “basses” quasiment identiques. Des chercheurs américains et suédois sont peut-être remontés au-delà, en étudiant des cyanobactéries venant de toute la planète. En effet, si ces micro-organismes apparus il y a 3,5 milliards d'années possèdent bien de l'ADN, les chimistes ont découvert qu'ils produisaient également du N-(2-aminoethyl) glycine : la molécule de base du squelette d'un autre type d'acide nucléique, les acides nucléiques peptidiques (ANP). "Avec ce squelette très simple et très stable, on peut penser que cette molécule porteuse de l'information génétique ait pu apparaître avant l'ARN et l'ADN", indique Marie-Christine Maurel, du Laboratoire acides nucléiques et biophysique à l'université Paris-VI. Déjà créés en laboratoire, ces ANP n'avaient jamais été observés à l'état naturel. Patrick Forterre, de l'Institut Pasteur, met toutefois en garde : "Vu les conditions extrêmes sur la Terre il y a 3 milliards d'années, la synthèse d'ANP n'était certainement pas plus facile que la synthèse d'ARN". Le débat n'est donc toujours pas tranché.

http://planete.gaia.free.fr/sciences...elude.vie.html

[saint.112]

Un site qui s'appelle Planète Gaïa éveille d'emblée ma suspicion.
Nico

[LeMulet]

Un site qui s'appelle Planète Gaïa éveille d'emblée ma suspicion.

Certes, l'article est très simplifié, mais la source semble crédible.

Récemment des chimistes danois, Ehgolm et Nilsen, ont décrit un nouvel analogue des acides nucléiques nommés PNA (pour Peptide-Nucleic-Acid) (fig.14). Ces PNA sont constituées d'unités de
(2-aminoethyl) glycine formant un squelette polyamidique ou peptidique sur lequels sont greffées les bases de nos acides nucléiques. Ces PNA sont capables de s'apparier avec des oligodeoxyibonucléotides selon les règles de Watson et Crick. Le squelette ribose-phosphate n'étant pas indispensable au transfert de l'information génétique, on peut penser que ce type de structure a pu être le premier matériel génétique stable. On remarque aussi que sur le plan structural le fossé qui existe entre acides nucléiques et protéines est sur le point d'être comblé.

Enfin, plus récemment encore Abert Eschenmoser a proposé une structure alternative, un isomère de l'ARN où l'on trouve le sucre sous forme pyranose. Ce proche parent de l'ARN (nommé p-RNA) présente des propriétés remarquables; outre des propriétés d'appariements, les deux brins de ce type d'ARN ne s'enroulent pas l'un autour de l'autre. Dans un monde originel dépourvu d'enzyme, un tel enroulement aurait été un handicap puisqu'il aurait empêché les brins de se séparer correctement avant la réplication. De ce point de vue, l'ARN pyranosyl semble mieux adapté à la réplication que l'ARN lui-même.

http://www.snv.jussieu.fr/origines/appr7.html

Voir aussi :

Les biologistes ont ainsi identifié cette brique d’acide nucléique peptidique dans des échantillons issus des collections de l’Institut Pasteur ou prélevés sur l’île de Guam (dans l’océan Pacifique), au Japon, au Qatar ou encore dans le désert de Gobi en Mongolie. Des résultats assez fiables puisque que les deux laboratoires ont travaillé indépendamment sur les mêmes échantillons. Les biologistes ont ainsi construit des cultures axéniques de cyanobactéries, c’est-à-dire dans lesquelles les organismes sont cultivés en milieu stérile et isolés de toute autre forme de vie, puis détecté la présence d’AEG par chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse.
Ces éléments pèsent lourdement en faveur de l’existence d’ANP naturels, produits dans ce cas par des cyanobactéries. Mais de là à confirmer qu’il s’agit bien de la molécule génétique primaire, le chemin est encore long.

http://www.biofutur.com/Vers-l-origi...tion-genetique

Avec la source PLOS ONE : http://www.plosone.org/article/info:...l.pone.0049043

[saint.112]

Certes, l'article est très simplifié, mais la source semble crédible.

Pour commencer la présentation de ce site est pour moi à gerber, les couleurs en particulier. Ce type de mise en page est en général la signature de gens pas sérieux. Rien que ça m'empêche d'explorer plus avant.
Choisir le titre Gaïa est forcément tout un programme.
Quant aux sources, les sites les plus farfelus peuvent très bien aller chercher des sources tout ce qu'il y a de plus sérieuses pour soutenir leurs thèses.

Pour revenir sur le fond, l'origine de la vie, les recherches vont dans tous les sens et il y a des hypothèses très diverses dont les bases expérimentales sont en général sont assez faibles quand elles existent. Dans l'état actuel des choses il n'y a pas de théorie au vrai sens du mot expliquant tout le scénario et ce n'est pas la découverte d'une petite propriété ou d'un possible processus qui change vraiment la donne.
Nico

[Geb]

Bonjour,

Peut-être qu'il y avait un précurseur commun à l'ADN et l'ARN ?

Un Prédécesseur de l'ADN aurait été Trouvé

Et si l'on venait de trouver la trace de la première molécule génétique ? Si l'ADN reste la forme reine de stockage de l'information dans le vivant, certaines théories font de l'ARN, son cousin, un prédécesseur.

Entre les deux acides nucléiques, peu de différences : le squelette est le même, alternant sucre et phosphate, et s'y accrochent quatre “basses” quasiment identiques. Des chercheurs américains et suédois sont peut-être remontés au-delà, en étudiant des cyanobactéries venant de toute la planète. En effet, si ces micro-organismes apparus il y a 3,5 milliards d'années possèdent bien de l'ADN, les chimistes ont découvert qu'ils produisaient également du N-(2-aminoethyl) glycine : la molécule de base du squelette d'un autre type d'acide nucléique, les acides nucléiques peptidiques (ANP). "Avec ce squelette très simple et très stable, on peut penser que cette molécule porteuse de l'information génétique ait pu apparaître avant l'ARN et l'ADN", indique Marie-Christine Maurel, du Laboratoire acides nucléiques et biophysique à l'université Paris-VI. Déjà créés en laboratoire, ces ANP n'avaient jamais été observés à l'état naturel. Patrick Forterre, de l'Institut Pasteur, met toutefois en garde : "Vu les conditions extrêmes sur la Terre il y a 3 milliards d'années, la synthèse d'ANP n'était certainement pas plus facile que la synthèse d'ARN". Le débat n'est donc toujours pas tranché.

http://planete.gaia.free.fr/sciences...elude.vie.html

Un site qui s'appelle Planète Gaïa éveille d'emblée ma suspicion.

Le passage cité par LeMulet est issu d'un article intitulé « Un prédécesseur de l'ADN aurait été retrouvé », que l'on trouve en page 12 de l'édition de février 2013 (n° 1145) du magazine de vulgarisation scientifique Science & Vie.

La source de cet article des Actus de Science & Vie est, comme LeMulet l'a indiqué à la fin du message #8 la publication suivante, publiée le 7 novembre 2012 :

Cyanobacteria Produce N-(2-Aminoethyl)Glycine, a Backbone for Peptide Nucleic Acids Which May Have Been the First Genetic Molecules for Life on Earth (Banack et al., 2012)

Bizarrement, à en juger par le seul passage du site snv.jussieu.fr, il me paraît plus brouillon dans les publications qu'il cite que planete.gaia.free.fr, puisqu'il s'agit par exemple de Peter Egil Nielsen (et non pas Nilsen) et de Michael Egholm (et non pas Ehgolm) et que les résultats auxquels il fait manifestement référence, publiés dans l'édition du 7 avril 1994 de la célèbre revue Nature, compte d'autres contributeurs :

DNA-like double helix formed by peptide nucleic acid (Wittung et al., 1994)

Aussi, il faut chercher un peu pour trouver la publication d'Abert Eschenmoser auquel le court passage que LeMulet a cité au message #8 fait référence :

Chemical Etiology of Nucleic Acid Structure (Eschenmoser, 1999)

[Geb]

Pour parler en toute rigueur il n'y a pas de théorie sur la naissance de la vie il n'y a que des hypothèses qui tiennent en général sur des bases assez spéculatives. Le débat entre monde à ADN et monde à ARN par exemple, même si l'une des hypothèses semble tenir la corde, n'a reçu aucune preuve définitive.
Ça peut être intéressant mais on est très loin d'un scénario vraisemblable et complet sur l'émergence de la vie.

En ce qui concerne le débat entre monde à ADN et monde à ARN, j'estimais simplement, à la lecture de Gavette et al. (2016) qu'ils spéculaient allégrement en omettant une hypothèse parfaitement plausible et en utilisant des arguments qui n'étaient pas de nature à remettre en cause ladite hypothèse (celle de Forterre et collaborateurs ; voir par exemple Forterre, 2005 et Forterre et al., 2006).

Pour ma part, j'estime qu'un scénario relativement plausible serait beaucoup plus facile à identifier si on jugeait de la qualité intrinsèque des hypothèses disponibles. Pour commencer, il faut recenser toutes ces hypothèses et les classer en fonction de ces ~30 grands problèmes auxquels elles prétendent apporter une réponse.

Pour revenir sur le fond, l'origine de la vie, les recherches vont dans tous les sens et il y a des hypothèses très diverses dont les bases expérimentales sont en général sont assez faibles quand elles existent. Dans l'état actuel des choses il n'y a pas de théorie au vrai sens du mot expliquant tout le scénario et ce n'est pas la découverte d'une petite propriété ou d'un possible processus qui change vraiment la donne.

Je suis d'accord. Cela dit, sur la trentaine de grands problèmes qu'on pourrait considérer en ce qui concerne l'émergence de la vie sur la Terre, il me semble qu'il est possible de rassembler les meilleurs arguments pour désigner à chaque fois, parmi ces hypothèses très diverses, les hypothèses les plus plausibles. C'est ce que j'essaye péniblement de faire depuis décembre 2011, à un niveau d'amateur.

Il faut admettre que ces hypothèses plausibles ne représentent souvent pas grand-chose, même si c'est le mieux que l'on puisse faire à l'heure actuelle, mais ce n'est pas pour ça que l'exercice ne peut pas nous permettre, à terme, de découvrir un scénario cohérent. J'estime parfois que puisque les recherches vont dans tous les sens, on peut se permettre de spéculer sur un point précis en oubliant les autres hypothèses. Ça peut se révéler une pratique extrêmement fructueuse, mais dans le cas précis de Gavette et al. (2016), ils ne semblent pas avoir pris connaissance de toutes les hypothèses avant de proposer une alternative.

Si les chercheurs eux-mêmes ne font même plus l'effort de prendre connaissance de l'état de l'art avant de proposer de nouvelles pistes, il n'est pas étonnant que les recherches aillent dans tous les sens (et franchement, c'est bien le cas). Je pense sincèrement qu'un peu de bon sens ferait beaucoup de bien à ce domaine d'étude. C'est pourquoi, avant de me positionner, je travaille à un véritable recensement des publications (comme beaucoup de personnes, à quelques exceptions près). Je remarque d'ailleurs que de vieux papiers passés complètement inaperçus me semblent parfois bien plus plausibles que les différentes hypothèses sur les origines de la vie qui ont la préférence en France et dans le monde francophone en général.

[Geb]

Ce qui m'a toujours intrigué c'est la corrélation entre nucléotide unité d'information et nucléotide élément vecteur d'énergie : ATP , GTP. N'y aurait il pas quelque chose à creuser ici?

Bien sûr, c'est évident. Geb, un point sur la question ?

La version courte, ce serait de dire que j'avais déjà essayé d'en faire un petit il y a quelques années.

monde ARN avant ADN

Je pourrais faire beaucoup mieux (notamment en ce qui concerne les travaux pionniers et les détails historiques que j'ai appris depuis lors), mais je dois travailler dessus pour me replonger sérieusement dans le sujet. En tout cas, pour faire court, les arguments sont nombreux.

En gros, l'idée d'un monde à ARN est née dans les années 1960 (Rich, 1962 ; Woese, 1967 ; Orgel, 1968 ; Crick, 1968). Ensuite, il y a eu Harold B. White III (1976), qui a tiqué justement sur l'histoire de la GTP de l'ATP entre autres choses. Puis, il y a eu Walter Gilbert (1986), qui a lancé l'expression « monde à ARN » qui dans son esprit traduisait une idée très spéciale de « molécules vivantes » d'ARN en compétition les unes avec les autres (aujourd'hui, l'expression « monde à ARN » ne signifie plus du tout la même chose). D'ailleurs, elle est un peu pourrie parce que l'expression « monde à ARN » est empruntée sans distinction par des chercheurs qui travaillent sur 5 ou 6 modèles différents. Ça entretient évidemment l'idée de cacophonie.

Les arguments en faveur du monde ARN sont nombreux bien que parfois un peu techniques pour les non initiés. Selon moi, on doit raisonnablement admettre, jusqu'à preuve expérimentale du contraire, que l'ADN serait le fruit d'une compétition entre des organismes cellulaires à ARN déjà très complexes et les virus qui existaient déjà à cette époque.

Pour revenir sur une certaine idée du monde à ARN, des ribozymes qui font des réactions d'oxydation ou de réduction, ou des transferts d'électrons, ça n'existe pas à ma connaissance. La question fondamentale à mes yeux, c'est donc de déterminer ce qu'on est capable de faire au niveau de la catalyse chimique dans un monde constitué en grande partie de métaux de transition et d'acides aminés (surtout dans le cadre d'une idée "métabolisme d'abord" de l'origine de la vie), sachant que dans les organismes modernes, les métaux de transition se trouvent encore dans ~40% des enzymes.

Cordialement.

P.-S. : Désolé pour ma réponse tardive. J'étais en formation à l'étranger jusqu'à hier soir.

[saint.112]

Il ne faut pas perdre de vue que ce domaine de recherche est à la limite du scientifique :

• Il n'y a aucune archive et on n'en trouvera sûrement jamais.
• On ne connait qu'imparfaitement les conditions qui régnaient sur terre.
• De toutes façons on ne sait pas à quelle période ça s'est produit à pratiquement un milliard d'années près, sachant que les conditions ont changé du tout au tout entre les deux bornes.
• Même à une période donnée, il y avait sur terre une multitude de sites où la vie aurait pu émerger et où régnaient des conditions totalement différentes.
• Hormis quelques fourchettes vraisemblables de température, de salinité, d'acidité, etc., on ne sait pas grand chose des conditions nécessaires.
• Reproduire le phénomène en laboratoire ne semble pas à notre portée actuellement.

Il y a donc de multiples hypothèses sur des points particuliers (ARN/ADN, autotrophe/hétérotrophe, etc.) mais à ma connaissance il n'y a rien qui ressemble à vraie théorie unifiée basée sur des données expérimentales ou observationnelles solides et on en est très loin.
Je trouve toujours intéressant que de nouvelles hypothèses soient émises sur tel ou tel sujet. Ce sont des pistes de recherche qui peuvent devenir fécondes. Mais parler de nouvelle théorie est un abus de langage à mon sens.

Nico

[JPL]

J'ai le sentiment que la théorie sur les fumeurs blancs que Geb suit de publication en publication a l'avantage de rendre compte de pas mal de choses de façon intégrée tandis que d'autres spéculations ne s'emparent que d'un petit bout (parfois minuscule) de la question, sans aucune vision d'ensemble. Mais j'avoue que c'est une impression qui n'est pas étayée par la lecture des publications originales.

[saint.112]

Je ne sais pas si la chose a déjà été lancée mais il me semble que ce serait intéressant si un centre de recherche créait un programme de simulation informatique des processus chimiques qui pourraient avoir été à l'œuvre pour l'émergence de la vie. Je fais partie de Folding@Home depuis pas mal d'années, s'il y avait un programme distribué du même type pour l'émergence de la vie je m'y abonnerais volontiers. J'ai fait partie de SETI@Home pratiquement dès ses débuts mais ça me paraissait parfaitement futile.

Nico

[minushabens]

On pourrait penser que la question de l'origine de la vie est centrale en biologie mais il n'en est rien. Je travaille dans une unité de recherche dont la thématique est les sciences de l'évolution et on n'a aucun programme qui concerne l'origine de la vie. Et aucun biologiste autour de moi n'a l'air de s'y intéresser. Je ne sais pas si c'est qu'ils pensent qu'on ne saura jamais et qu'il serait vain de dépenser de l'énergie sur cette question, ou bien s'ils considèrent que le début de la vie est un point dans l'histoire de la vie comme un autre donc pas plus digne d'intérêt qu'un autre.

[Gilgamesh]

J'ai le sentiment que la théorie sur les fumeurs blancs que Geb suit de publication en publication a l'avantage de rendre compte de pas mal de choses de façon intégrée tandis que d'autres spéculations ne s'emparent que d'un petit bout (parfois minuscule) de la question, sans aucune vision d'ensemble. Mais j'avoue que c'est une impression qui n'est pas étayée par la lecture des publications originales.

Pareil, je trouve la théorie présentée avec tant de soin par Geb assez globale et plutôt excitante.

Un article intéressant là dessus :

The Origin of Life in Alkaline Hydrothermal Vents
Victor Sojo, Barry Herschy, Alexandra Whicher, Eloi Camprubı´,and Nick Lane
in Astrobiology 16(2) · February 2016

[Amanuensis]

On pourrait penser que la question de l'origine de la vie est centrale en biologie mais il n'en est rien. Je travaille dans une unité de recherche dont la thématique est les sciences de l'évolution et on n'a aucun programme qui concerne l'origine de la vie. Et aucun biologiste autour de moi n'a l'air de s'y intéresser. Je ne sais pas si c'est qu'ils pensent qu'on ne saura jamais et qu'il serait vain de dépenser de l'énergie sur cette question, ou bien s'ils considèrent que le début de la vie est un point dans l'histoire de la vie comme un autre donc pas plus digne d'intérêt qu'un autre.

C'est juste qu'il y a plein de choses à trouver en biologie, et que la plupart sont bien plus prioritaires que les origines, de par leurs applications pratiques éventuelles. Je trouve ça rassurant.