Des scientifiques de l’université de Tohoku ont découvert que l’acide borique catalyse la formation de longs peptides dans des conditions neutres et acides, ce qui contredit les théories précédentes selon lesquelles les conditions alcalines étaient idéales. La découverte d’abondants minéraux contenant du bore dans les roches terrestres anciennes confirme le potentiel des environnements neutres riches en bore pour la synthèse des protéines sur la Terre prébiotique.
L’élucidation du mystère de l’apparition des polymères organiques catalytiques sur la Terre prébiotique permettra de comprendre l’origine de la vie.
Des chercheurs de l’université de Tohoku ont récemment découvert un cadre probable pour la création de polymères organiques catalytiques. Pour ce faire, ils ont évaporé des solutions d’acides aminés contenant de l’acide borique et ont constaté que l’acide borique favorise la création de polypeptides dans des environnements neutres et acides. Les peptides les plus longs formés lors des expériences étaient des polypeptides de glycine de 39 monomères de long dans un environnement neutre.
Des études antérieures ont suggéré que des environnements d’évaporation hautement alcalins ont servi de lieu pour la synthèse de protéines anciennes, produisant jusqu’à 20 peptides de glycine de longueur monomère. Les conditions neutres étaient considérées comme le pire des cas en ce qui concerne la synthèse des peptides.
Une ancienne zone côtière riche en bore pourrait catalyser la polymérisation des acides aminés. Source : Yoshihiro Furukawa
Des minéraux contenant du bore ont été découverts en abondance dans certaines des plus anciennes roches sédimentaires trouvées sur terre, datant de 3,8 milliards d’années. Ces résultats suggèrent que les zones côtières des anciens petits continents et îles riches en acide borique ont spontanément assemblé des acides aminés, formant des polypeptides et des proto-protéines.
« La formation de polypeptides dans des environnements neutres a une signification importante dans l’évolution chimique de l’origine de la vie », explique l’auteur principal, Yoshihiro Furukawa, professeur associé à l’université de Tohoku.
Si les ARN sont plutôt stables dans des conditions neutres, ils sont extrêmement instables dans des conditions alcalines. On sait que le bore contribue à de nombreuses étapes de la synthèse abiotique des ribonucléotides.
« Les environnements d’évaporation neutres riches en bore constituent un lieu idéal pour la formation et les interactions entre les deux polymères essentiels sur la Terre prébiotique », explique Furukawa.
Ce groupe de recherche étudie maintenant quels acides aminés sont incorporés dans les proto-peptides dans cet environnement.
Référence : « Boron-assisted abiotic polypeptide synthesis » par Yuki Sumie, Keiichiro Sato, Takeshi Kakegawa et Yoshihiro Furukawa, 11 mai 2023, Communications Chemistry.
DOI: 10.1038/s42004-023-00885-7