Publicité
Les 10 découvertes de 2018

Origine de la vie: fabriquer des molécules complexes avec presque rien

03-01-2019

Le professeur Léon Sanche à côté d’un appareil unique en son genre conçu à l’Université de Sherbrooke pour étudier le comportement des électrons de basse énergie. Le laboratoire de M. Sanche comprend neuf autres machines similaires. Photo: Olivier Sanche

La découverte de molécules complexes dans un environnement reproduisant l’hostilité de l’espace donne des pistes sur la façon dont la vie pourrait avoir émergé sur Terre.

Qui a dit que radiothérapie et astrobiologie n’avaient rien à voir ? Sûrement pas Léon Sanche. Depuis plus de 40 ans, ce chercheur de l’Université de Sherbrooke se consacre à l’étude des électrons secondaires, qui sont produits en très grand nombre lors de rayonnements ionisants − comme ces rayons qu’on utilise en radiothérapie pour détruire les cellules cancéreuses. Ce n’est que récemment que les applications de ses travaux dans la quête des origines de la vie lui ont sauté aux yeux.

Lorsque des rayons ionisants (par exemple des rayons X) atteignent une molécule, ils lui arrachent un ou plusieurs électrons, ce qui la rend instable ; et les électrons éjectés partent en tous sens et peuvent à leur tour interagir avec d’autres molécules. Les travaux de Léon Sanche, qui est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en science des radiations, lui ont notamment permis de quantifier les dommages causés à l’ADN de cellules cancéreuses par ces électrons secondaires de basse énergie − moins de 30 électronvolts comparativement à des millions pour des électrons primaires.

Molécules prébiotiques

Le physicien et son équipe ont démontré que de tels électrons de basse énergie peuvent, dans certaines conditions − environnement cryogénique, près du zéro absolu (-273,15 °C) − créer des molécules propices à l’apparition de la vie (ou prébiotiques). Pour ce faire, ils ont suivi un raisonnement inverse à celui appliqué aux recherches sur la radiothérapie.

« Nous sommes partis de molécules très simples relativement communes dans l’espace, comme le méthane, l’ammoniac et le dioxyde de carbone. Puis, nous les avons irradiées d’électrons secondaires à des doses semblables à celles du rayonnement cosmique émis par le Soleil », explique Léon Sanche. Au lieu d’utiliser les électrons pour détruire de grosses molécules, on force des petites à s’associer pour former des composés plus gros.

L’expérience a impliqué de bombarder des grains gelés de molécules simples à l’aide d’électrons secondaires dans une enceinte à hypervide, qui permet d’atteindre une très basse pression analogue à celle qu’il y a dans l’espace. Le but : déclencher des réactions chimiques à la surface des solides de glace et analyser les nouvelles molécules ainsi constituées.

À sa grande surprise, Léon Sanche a découvert des molécules complexes, apparentées à celles qu’on trouve dans les systèmes vivants. Comme la glycine, un acide aminé nécessaire à la structure des protéines et qui a déjà été repéré sur des météorites et satellites de notre système solaire.

« Pour être honnête, je ne pensais pas que l’expérience irait jusqu’à produire un acide aminé. Nous ignorons pour l’instant quelle est la nature de la réaction qui a permis cet exploit. Tout ce que nous savons, c’est que les électrons de basse énergie sont capables de former des molécules prébiotiques, ce qui n’avait jamais été vu auparavant », souligne celui qui a publié ses résultats dans The Journal of Chemical Physics.

Prochaine étape : mettre au jour d’autres molécules de vie dans des conditions semblables, tels les sucres et les groupements phosphates de l’ADN. « Si nous les observons, nous y serons : nous aurons en quelque sorte le début de l’équation, le commencement qui permettra ensuite de concevoir l’apparition de la vie sur Terre », pense le chercheur.

Ont aussi participé à la découverte : Sasan Esmaili, Andrew Bass, Pierre Cloutier et Michael Huels, de l’Université de Sherbrooke.

Publicité

À lire aussi

Les 10 découvertes de 2018

Des capteurs de mouvement imprimés en 3D

Imprimés sur un chandail, ces capteurs ne requièrent ni pile ni assemblage pour suivre le rythme de notre respiration.
Les 10 découvertes de 2018

Un test pour dépister les cancers de l’utérus et de l’ovaire

Ces cancers sont difficiles à dépister avant qu'il soit trop tard… mais les choses pourraient bientôt changer.
Les 10 découvertes de 2018

Gauchères ou droitières, les molécules chirales se révèlent

Certaines molécules sont parfois gauchères, parfois droitières. Elles ont également des temps de réaction inégaux lorsque bombardées par des lasers.
Joël Leblanc 03-01-2019