Des scientifiques britanniques suggèrent que la "soupe primitive" était en fait chaude
Une équipe britannique de chercheurs a découvert une nouvelle théorie expliquant pourquoi le langage de nos gènes est plus complexe qu'il ne devrait l'être. Par ailleurs, l'équipe suggère dans son article que la "soupe primitive", qui a donné naissance à la vie sur Terre, était chaude, et non pas froide, comme le pensent de nombreux scientifiques. Dans un article publié ce mois dans le Journal of Molecular Evolution, des chercheurs de l'université de Bath décrivent une nouvelle théorie qui, selon eux, pourrait résoudre une énigme qui déconcerte les scientifiques depuis que le langage de l'ADN a été déchiffré. En 1968, M. Nirenberg, H.G. Khorana et R. Holley ont reçu le Prix Nobel pour avoir démontré que les protéines sont fabriquées à partir du code génétique. Ils ont ainsi découvert que des "mots" composés de trois lettres, appelés codons, sont lus à partir du code ADN puis traduits en un des 20 acides aminés. Ces acides aminés sont alors ficelés ensemble dans l'ordre déterminé par la séquence d'ADN puis arrangés sous forme complexe pour constituer une protéine spécifique. L'"alphabet" ADN contenant quatre lettres (ou bases), le dictionnaire génétique permet de composer en tout 64 mots de trois lettres, soit toutes les combinaisons mathématiques pouvant être créées à partir de quatre lettres elles-mêmes regroupées en mots de trois lettres. Cette complexité inutile de 64 mots dans le dictionnaire génétique déroute les scientifiques depuis sa découverte, et aucune des dizaines de théories émises pour résoudre l'énigme ne s'est avérée. Le Dr Jean van den Elsen, du département de biologie et de biochimie, affirme: "Depuis la découverte du fonctionnement du code génétique, les scientifiques n'arrivent pas à comprendre pourquoi les codons sont tellement plus nombreux que les acides aminés. Cela signifie que le code génétique n'était pas doté de l'intelligence mathématique à laquelle on s'attendrait de la part d'un élément aussi fondamental à la vie sur Terre." Le code génétique se caractérise notamment par des groupes de codons qui se traduisent tous par le même acide aminé. La leucine, par exemple, peut être traduite à partir de six codons différents. Cependant, d'autres acides aminés aux fonctions tout aussi importantes, traduits dans les mêmes quantités, ne peuvent être codés que par un seul codon. La nouvelle théorie repose sur une idée suggérée au départ par F. Crick - l'un des pères de la structure de l'ADN - selon laquelle le code est passé d'une structure de mots de deux lettres à une structure de mots de trois lettres, même si le professeur Crick pensait que la différence de nombre n'était qu'un accident "figé dans le temps". Les chercheurs de l'université de Bath suggèrent que le code initial, composé de "mots" de deux lettres (doublets), était déjà lu trois mots par trois, mais que seuls les deux premiers "mots" (codons préfixe) ou les deux derniers (codons suffixe) étaient activement lus. En combinant ces ensembles de doublets, les chercheurs sont parvenus à reproduire la table des acides aminés et à expliquer pourquoi certains d'entre eux peuvent être traduits par des groupes de deux, quatre ou six codons. Leur découverte explique aussi l'apparition naturelle, dans cette table, de groupes d'acides aminés hydrophiles (aimant l'eau) ou hydrophobes (n'aimant pas l'eau) ayant évolué à partir de codes "préfixes" ou "suffixes" imbriqués. "En passant d'une théorie basée sur un système de doublets à une théorie basée sur un système de triplets, on obtient une correspondance exacte de la quantité et la variété d'acides aminés observés aujourd'hui", déclare le docteur van den Elsen. "Cette théorie simple explique de nombreux aspects du code génétique actuel qui n'ont pas encore été élucidés." La nouvelle théorie met également en relief deux acides aminés qui peuvent être exclus du système de doublets et sont probablement des "acquisitions" relativement récentes du code génétique. Le fait que ces acides aminés (la glutamine et l'asparagine) ne résistent pas aux hautes températures suggère que la chaleur a autrefois inhibé leur intégration par le code. L'une des explications envisageables est que le "LUCA" (Last Universal Common Ancestor - dernier ancêtre commun universel), à l'origine de toute la vie sur Terre, vivait dans un environnement d'eau chaude sulfureuse ou en transition thermique. Lorsque la température a baissé, le LUCA a pu assimiler ces deux acides aminés supplémentaires et la vie a évolué vers des structures plus complexes. Cette théorie fournit de nouveaux éléments d'information au débat consistant à déterminer si la vie est apparue à partir d'une "soupe primitive" chaude ou froide. "Cachés au fond de notre ADN et des structures de nos cellules se trouvent encore les vestiges d'un code simple très ancien", explique le docteur van den Elsen, faisant allusion à plusieurs molécules participant à la protéinogénèse qui ne s'intéressent qu'à deux des bases de codons en contenant trois. "L'évolution du code leur a permis de s'adapter et d'intégrer de nouveaux acides aminés. Je ne saurais pas vous dire si nous pourrons en fin de compte parvenir à un total de 64 acides aminés. Il est possible qu'un compromis entre le vocabulaire des acides aminés et leur capacité à minimiser les erreurs ait donné au code génétique son format actuel", conclut-il.
Pays
Royaume-Uni