Un pas vers la synthèse de l’ARN vient d’être franchi

Par Robert Pascal (Institut des Biomolécules Max Mousseron)

Qu’elle soit intégrée ou non à l’hypothèse d’un monde d’ARN, la synthèse d’un porteur d’information semble à ce jour une condition indispensable à l’émergence d’êtres vivants. Pour que le résultat de la sélection naturelle soit transmis aux générations suivantes, il est en effet indispensable que l’information sélectionnée puisse être répliquée. La synthèse d’un brin complémentaire à la séquence initiale d’un acide nucléique puis sa recopie sont les étapes déterminantes du processus.

Mais comment faire si les briques élémentaires nécessaires à la copie sont absentes ? Une étape déterminante dans cette direction vient d’être franchie par John Sutherland et son groupe de Manchester qui ont démontré que la formation de ribonucléotides activés (des briques de base de l’ARN) est possible à partir d’espèces très simples probablement présentes dans un monde prébiotique. Mais la voie utilisée est loin d’être une reproduction de la voie biochimique actuelle, les composants du nucléotide (base azotée, ribose, phosphate) ne sont pas des intermédiaires de la synthèse qui se déroule par un chemin totalement différent. L’avantage, c’est de court-circuiter le ribose, trop instable, et de rendre inutile la condensation base-sucre, trop difficile. Il est par ailleurs intéressant de noter que les phosphates jouent des rôles multiples dans cette voie de synthèse et pas seulement celui de pont entre les briques de bases.

En résumé, au lieu d’essayer de coupler sucre et base, ce que les chimistes n’ont pas réussi à faire en 50 ans d’efforts, l’idée ici est de partir des précurseurs des sucres et des bases, glycolaldéhyde, cyanamide, cyanoacétylène et de phosphate pour obtenir un nucléotide activé. Une irradiation avec des UV permet de plus de dégrader les sous-produits indésirables.

Après plusieurs approches préliminaires qui décrivaient certaines des étapes importantes (doi: 10.1002/anie.200601267, doi: 10.1021/ja066495v), ces travaux ont fait l’objet d’une publication récente par John Sutherland dans le numéro de Nature du 14 May 2009.

Matthew W. Powner, Béatrice Gerland & John D. Sutherland, Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions, Nature 459, 239-242 (14 May 2009)