Des chercheurs cherchant à comprendre comment la vie a pu émerger de la soupe primordiale de la Terre ont découvert un comportement intéressant de l’acide ribonucléique (ARN), qu’ils ont suggèrent que cela aurait pu céder la place à une vie basée sur l’ARN.
Les recherches de l’équipe, publié cette semaine, dans les Actes de l’Académie nationale des sciences, décrit un ribozyme qui pourrait créer un environnement dans lequel l’ARN se réplique avec plus de précision. D’autres efforts d’auto-réplication de l’ARN avaient abouti à de nouvelles versions comportant beaucoup trop d’erreurs pour rester fonctionnelles.
«Nous courons après l’aube de l’évolution», déclare Gerald Joyce, co-auteur de l’article et président du Salk Institute, dans un communiqué d’institut. « En révélant ces nouvelles capacités de l’ARN, nous découvrons les origines potentielles de la vie elle-même et comment de simples molécules aurait pu ouvrir la voie à la complexité et à la diversité de la vie que nous voyons aujourd’hui.
Le Hypothèse mondiale de l’ARN c’est l’idée que L’ARN aurait pu relancer la biologie de la Terre sans ADN ni protéines. L’hypothèse repose sur des ribozymes, des molécules d’ARN qui remplissent les fonctions des enzymes, qui sont des protéines qui catalysent et accélérer les réactions chimiques.
Dans leur expérience en laboratoire, les chercheurs ont développé un ribozyme d’ARN polymérase particulier qui est capable de produire des brins d’ARN avec une plus grande précision que les efforts précédents. . Ces efforts précédents ont donné des ribozymes qui ont pu produire de nouvelles versions d’eux-mêmes, mais finalement tant d’erreurs ont été ajoutées aux brins que les ribozymes ont perdu leur fonctionnalité.
Les ribozymes avec lesquels l’équipe a travaillé étaient des « têtes de marteau », un type qui divise d’autres molécules d’ARN. De nouvelles variantes du ribozyme tête de marteau produites en le processus était plus facile à répliquer que les têtes de marteau d’origine utilisées par l’équipe. Les têtes de marteau de la polymérase plus-fidélité (représentées à droite dans (voir la vidéo ci-dessus) ont conservé leurs fonctions et ont produit de nouvelles séquences, tandis que les têtes de marteau produites par la polymérase de basse fidélité ont perdu leur fonction (représentées comme un point blanc dans les tracés ci-dessus).
“Cette étude suggère que l’aube de l’évolution aurait pu être très précoce et très simple”, a déclaré Nikolaos Papastavrou, chercheur au Salk. Institute et auteur principal de l’étude, dans le communiqué. « Quelque chose au niveau des molécules individuelles pourrait soutenir l’évolution darwinienne, et cela pourrait ont été l’étincelle qui a permis à la vie de devenir plus complexe, passant des molécules aux cellules puis aux organismes multicellulaires.
L’équipe n’a pas encore produit d’ARN polymérase auto-réplicante, c’est-à-dire un ribozyme pour lequel ce processus de réplication est auto-répliquant. durable. Selon les chercheurs, ce fonctionnement autonome de l’ARN pourrait se produire au cours de la prochaine décennie.
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