Les chercheurs révèlent la protection de l'ADN contre les rayons UV
L'effet de la lumière du soleil sur la peau confère souvent aux gens un sentiment de bonne santé et de gaieté. Toutefois, bien que le teint hâlé puisse être un effet secondaire souhaité, il peut également initier des processus néfastes pouvant mener à des maladies graves telles que le cancer de la peau. Des chercheurs en Autriche sont parvenus à lever le voile sur les mécanismes de défense qui permettent à l'ADN (acide désoxyribonucléique) de se protéger de l'exposition de la lumière UV (ultraviolet) émise par le soleil. Leurs résultats sont publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Les scientifiques menés par Hans Lischka, professeur à l'institut de chimie théorique de l'université de Vienne en Autriche, se sont engagés à déchiffrer les processus ultra-rapides de la photostabilité des bases azotées, sans lesquelles l'ADN et l'ARN (acide ribonucléique) subiraient une dégradation rapide provoquée par les rayons UV. Selon les chercheurs, le processus examiné était «simple, bien que très complexe», et «dès que la lumière UV excite les électrons à un niveau énergétique plus, la désintégration ultra-rapide les ramène à leur état originel». «L'énergie électronique est ainsi convertie en chaleur.» Malgré la complexité de ce processus, l'équipe du professeur Lischka expliquait que cela «a lieu en un laps de temps particulièrement court, à savoir en un quadrillième de seconde». Le professeur Lischka, avec son collègue Mario Barbatti, désormais membre de l'institut Max Planck de recherche sur le charbon en Allemagne, et des experts de l'Académie des sciences tchèque à Prague, ont créé une image dynamique vive de photostabilité des bases azotées à l'aide de techniques de simulations informatiques innovantes. Ils ont montré comment les composants ADN - les nucléotides responsables de l'ADN et l'ARN pour la formation de paires de base - se protègent contre la décomposition sous l'irradiation UV. Les scientifiques déclaraient que l'innovation principale de leur étude résidait «dans le calcul détaillé du couplage de la dynamique électronique avec celle des noyaux atomiques». Ils y sont parvenus à l'aide de méthodes de chimie quantique uniques développées à l'échelle mondiale de l'institut de chimie théorique. «Les états calculés de mouvement des bases azotées présentent un comportement dynamique assez remarquable avec le temps, qui s'étend sur de nombreux ordres de grandeur», affirmait l'équipe. Les scientifiques expliquaient que ces ordres de grandeur allaient du «pico/trillionième de seconde au femto/quadrillionième de seconde». «Les efforts de calcul de ces études étaient notables» et c'est pourquoi les résultats n'avaient également été accomplis que grâce à l'utilisation extensive des ressources informatiques combinées des institutions académiques de Vienne. Les chercheurs affirmaient que les méthodes récemment développées pourraient être utilisées pour l'élucidation de la dynamique des bases azotées d'ADN, et pour des études de processus photo-physiques de l'ADN et dans le domaine de la photovoltaïque qui présente un intérêt technologique élevé. «Les nouvelles méthodes permettent une meilleure compréhension des processus fondamentaux du transport d'énergie d'excitation électronique et de séparation de charge pour la production d'électricité», concluent les scientifiques.
Pays
Autriche, Tchéquie, Allemagne