Skip to main content

Peptide based self-replicating coacervate protocells

Article Category

Article available in the folowing languages:

De nouvelles perspectives sur les origines de la vie

Des chercheurs ont utilisé des protocellules pour mieux comprendre comment les cellules vivantes ont pu émerger d’une soupe de molécules.

Recherche fondamentale

Nous savons que les cellules vivantes – le type qui peut se répliquer et évoluer en organismes – ont émergé d’une soupe de molécules simples. Cependant, la manière dont elles ont pu le faire reste l’un des plus grands mystères de la science. «Une question fondamentale qui a tourmenté les chimistes et les biologistes concerne la façon dont une protocellule auto-réplicative a pu se former à partir d’un mélange de molécules», explique Evan Spruijt, professeur agrégé de chimie physique organique à l’université Radboud. Avec le soutien du projet PEPREP, financé par l’UE, Evan Spruijt et Manzar Abbas, titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie, unissent leurs efforts afin de percer ce mystère. Pour ce faire, ils développent des protocellules, des compartiments semblables à des cellules qui peuvent être fabriqués à partir de molécules simples et qui peuvent reproduire une ou plusieurs propriétés clés des cellules vivantes. «En développant ces protocellules, nous espérons mieux comprendre les conditions nécessaires à la création d’une cellule vivante à partir d’une soupe de molécules», explique Manzar Abbas.

Une nouvelle découverte passionnante

Bien que d’autres chercheurs aient tenté de développer des protocellules, ils l’ont fait en utilisant des molécules relativement grandes et complexes, qui étaient peu susceptibles d’exister aux origines de la vie. Le projet a préféré utiliser des peptides, une courte chaîne d’acides aminés. «Nous avons choisi les peptides parce qu’ils sont simples et qu’ils constituent l’un des principaux éléments constitutifs des cellules modernes», souligne Evan Spruijt. «En affinant les détails moléculaires de ces peptides, nous espérions les amener à se répliquer par une réaction chimique, pour finalement aboutir à une protocellule réplicative.» Bien que les chercheurs n’aient pas réussi à faire en sorte que les peptides s’auto-répliquent, leurs efforts ont abouti à une nouvelle découverte passionnante. «Nous savions que les gouttelettes de coacervat, les gouttelettes liquides que forment les molécules à base de peptides, peuvent absorber et concentrer un large éventail d’autres molécules pertinentes», précise Manzar Abbas. «Mais nous avons découvert que cette séquestration, associée à l’environnement chimique unique qui règne à l’intérieur des gouttelettes, peut entraîner des réactions chimiques plus intenses.» Selon Evan Spruijt, un tel effet catalytique n’avait jamais été démontré auparavant. «Si un tel compartiment, semblable à une cellule, peut se former spontanément et catalyser d’importantes réactions chimiques, cela pourrait conférer au compartiment et au peptide qui le forme un avantage évolutif, contribuant peut-être à expliquer comment se sont formées les protocellules auto-réplicatives», ajoute-t-il.

Un pas de plus…

Même si Evan Spruijt et Manzar Abbas n’ont pas réussi à faire en sorte que les peptides s’auto-répliquent, ils ont réussi à créer des protocellules à partir d’un nouveau type de molécule à base de peptide. «Notre conception est l’une des molécules les plus simples capables de subir une séparation de phase liquide-liquide en petites gouttelettes, qui agissent comme des compartiments cellulaires», fait remarquer Manzar Abbas. «En tant que telle, cette conception nous rapproche un peu plus de la compréhension de l’émergence des cellules aux origines de la vie.» Les résultats du projet ont été publiés dans plusieurs revues scientifiques de premier plan, dont «Nature Chemistry».

Mots‑clés

PEPREP, protocellules, cellules, molécules, organismes

Découvrir d’autres articles du même domaine d’application