Avril 2016 : Origine de la vie : la pièce manquante détectée dans une « comète artificielle »

Pour la première fois, des chercheurs montrent que le ribose, un sucre à la base du matériel génétique des organismes vivants, a pu se former dans les glaces cométaires. Pour parvenir à ce résultat, des scientifiques de l'Institut de chimie de Nice (CNRS/Université Nice Sophia Antipolis) ont analysé très précisément une comète artificielle créée par leurs collègues de l'Institut d'astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud). Ils présentent ainsi, en collaboration avec d'autres équipes1 dont une du synchrotron SOLEIL, le premier scénario réaliste de formation de ce composé essentiel, encore jamais détecté dans des météorites ou dans des glaces cométaires. Étape importante dans la compréhension de l'émergence de la vie sur Terre, ces résultats sont publiés dans la revue Science le 8 avril 2016.

Tous les organismes vivants sur Terre, ainsi que les virus, ont un patrimoine génétique fait d'acides nucléiques – ADN ou ARN2. L'ARN, considéré comme plus primitif, aurait été l'une des premières molécules caractéristiques de la vie à apparaitre sur Terre. Les scientifiques s'interrogent depuis longtemps sur l'origine de ces molécules biologiques. Selon certains, la Terre aurait été « ensemencée » par des comètes ou astéroïdes contenant les briques de base nécessaires à leur construction. Et effectivement, plusieurs acides aminés (constituants des protéines) et bases azotées (l'un des constituants des acides nucléiques) ont déjà été trouvés dans des météorites, ainsi que dans des comètes artificielles, reproduites en laboratoire . Mais le ribose, l'autre constituant-clé de l'ARN, n'avait encore jamais été détecté dans du matériel extraterrestre, ni produit en laboratoire dans des conditions « astrophysiques ». En simulant l'évolution de la glace interstellaire composant les comètes, des équipes de recherche françaises ont réussi à former du ribose – étape importante pour comprendre l'origine de l'ARN et donc les origines de la vie.

Dans un premier temps, une « comète artificielle » a été produite à l'Institut d'astrophysique spatiale : en plaçant dans une chambre à vide et à − 200 °C un mélange représentatif d'eau (H2O), de méthanol (CH3OH) et d'ammoniac (NH3), les astrophysiciens ont simulé la formation de grains de poussières enrobés de glaces, la matière première des comètes. Ce matériau a été irradié par des UV – comme dans les nébuleuses où se forment ces grains. Puis, l'échantillon a été porté à température ambiante – comme lorsque les comètes s'approchent du Soleil. Sa composition a ensuite été analysée à l'Institut de chimie de Nice grâce à l'optimisation d'une technique très sensible et très précise (la chromatographie multidimensionnelle en phase gazeuse, couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol). Plusieurs sucres ont été détectés, parmi lesquels le ribose. Leur diversité et leurs abondances relatives suggèrent qu'ils ont été formés à partir de formaldéhyde (une molécule présente dans l'espace et sur les comètes, qui se forme en grande quantité à partir de méthanol et d'eau).

S'il reste à confirmer l'existence de ribose dans les comètes réelles, cette découverte complète la liste des « briques moléculaires » de la vie qui peuvent être formées dans la glace interstellaire. Elle apporte un argument supplémentaire à la théorie des comètes comme source de molécules organiques qui ont rendu la vie possible sur Terre… et peut-être ailleurs dans l'Univers.

Ces travaux ont bénéficié du soutien financier de l'Agence nationale de la recherche et du CNES.

Notes :
1 D'autres institutions ont collaboré à ces travaux : l'université d'Aarhus au Danemark et l'Universidad Autónoma del Estado de Morelos au Mexique.
2 Respectivement acide désoxyribonucléique et acide ribonucléique.
3 Voir ce communiqué de presse relatant une précédente découverte de la même équipe : « Des briques moléculaires de la vie primitive découvertes dans une comète artificielle » (12 mars 2012). Consulter le site web
 
 
En savoir plus :
Ribose and related sugars from ultraviolet irradiation of interstellar ice analogs, Cornelia Meinert, Iuliia Myrgorodska, Pierre de Marcellus Thomas Buhse, Laurent Nahon, Soeren V. Hoffmann, Louis Le Sergeant d'Hendecourt, Uwe J. Meierhenrich. Science, 8 avril 2016. DOI : 10.1126/science.aad8137
 
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Mars 2016: Rosetta : l'âge des comètes dévoilé grâce à l'identification de leur type de glace

Les glaces enfouies à l'intérieur de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko se trouvent essentiellement sous forme cristalline, ce qui implique qu'elles seraient issues de la nébuleuse primitive, et donc du même âge que notre système solaire. Cette découverte a été obtenue par une équipe internationale pilotée par un chercheur du LAM1 (CNRS/Aix Marseille Université) et comprenant également des chercheurs du laboratoire J.-L. Lagrange (OCA/CNRS/Université Nice Sophia Antipolis) et du Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CNRS/ Université de Lorraine), avec le soutien du CNES. Leurs résultats proviennent de l'analyse de données fournies par l'instrument Rosina2, placé à bord de la sonde Rosetta de l'Agence spatiale européenne. Ces travaux ont été publiés le 8 mars 2016 dans The Astrophysical Journal Letters.

La mission Rosetta nous dévoile peu à peu les secrets des comètes et a permis de trancher une question vieille de plusieurs décennies : la nature de leurs glaces. Deux grandes hypothèses s'affrontaient jusqu'ici: celle d'une glace cristalline, où les molécules d'eau sont arrangées de manière périodique, et celles d'une glace amorphe, où les molécules d'eau sont désordonnées. Un problème rendu d'autant plus sensible par ses implications sur l'origine et la formation des comètes et du système solaire. 

C'est l'instrument Rosina de la sonde Rosetta qui aura permis de répondre à cette question. Ce spectromètre de masse a d'abord mesuré, en octobre 2014, les abondances du diazote (N2), du monoxyde de carbone (CO) et de l'argon (Ar) dans la glace de Tchouri. Ces données ont été comparées à celles obtenues en laboratoire dans des expériences sur de la glace amorphe, ainsi qu'à celles de modèles décrivant la composition d'hydrates de gaz, un type de glace cristalline où les molécules d'eau peuvent emprisonner des molécules de gaz. Les proportions de diazote et d'argon retrouvées sur Tchouri correspondent bien à celles du modèle des hydrates de gaz alors que la quantité d'argon déterminée sur « Tchouri » est cent fois inférieure à celle que la glace amorphe peut piéger. La glace de la comète possède donc bien une glace de structure cristalline.

Cette découverte est capitale car elle permet de dater la naissance des comètes. En effet, les hydrates de gaz sont des glaces cristallines qui se sont formées dans la nébuleuse primitive du système solaire,  à partir de la cristallisation de grains de glace d'eau et de l'adsorption de molécules de gaz sur leurs surfaces au cours du lent refroidissement de la nébuleuse. Si les comètes sont composées de glace cristalline, cela signifie qu'elles se sont forcément formées en même temps que le système solaire, et non auparavant dans le milieu interstellaire. La structure cristalline des comètes prouve également que la nébuleuse primitive était suffisamment chaude et dense pour sublimer la glace amorphe qui provenait du milieu interstellaire. Les hydrates de gaz agglomérés par Tchouri ont dû se former entre -228 et -223 °C pour reproduire les abondances observées. Ces travaux confortent également les scénarios de formation des planètes géantes, ainsi que de leurs lunes, qui nécessitent l'agglomération de glaces cristallines.

Notes :
1Laboratoire au sein de l'Institut Pytheas
2Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis
 
 
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Mars 2016: Le CEA, le CNRS et l'Inserm dans le Top 10 mondial des organismes de recherche en termes d'innovation

Le classement établi par Thomson- Reuters, porte sur « les 25 institutions publiques qui contribuent le plus à faire progresser la science et la technologie dans le monde » écrit Reuters.
Le CEA est leader de ce palmarès, le CNRS 5e et l'Inserm 10e organisme mondial.

Ce palmarès se fonde sur une l'intégration de données relevant de la propriété intellectuelle, du nombre de brevets et de publications indexés dans la base de données des plates-formes de Thomson Reuters au cours des 8 dernières années.

Les 25 premières organisations publiques listées sont classées en fonction de 10 critères dont le nombre total de publications recensées, le pourcentage de publications incluant un co-auteur au moins affilié à une entité privée, le volume de brevets enregistrés auprès du WIPO, le taux de « succès » des brevets (leur taux d'application), le pourcentage de dépôt de brevets couvrant à la fois les Etats-Unis, l'Europe et le Japon, ou le taux de citation de brevet (Patent citation Index).

A noter : la Fraunhofer (Allemagne) se classe 2e, l'agence des sciences et technologies du Japon 3e, et le Health & Human Services (HHS), la filiale des NIH et CDC américains en charge des aspects de propriété industrielle, se classe 4e de ce classement
Un classement similaire des universités a été publié l'année dernière par Reuters.

Selon Daniel Verwaerde, administrateur général du CEA, « ce résultat récompense les efforts du CEA pour valoriser le résultat de ses recherches et la reconnaissance internationale dont il bénéficie aujourd'hui. L'impact de nos brevets auprès du monde industriel et commercial est clairement démontré, ainsi que le professionnalisme des équipes en charge de la gestion de cette propriété intellectuelle. »

« Ce classement inédit, international et professionnel, montre à quel point l'innovation et le transfert sont au cœur de la recherche française avec des performances qui démentent les idées toutes faites qui circulent en France », se félicite Alain Fuchs, président du CNRS.

Pour Yves Lévy, P-DG de l'Inserm, « Ce classement illustre parfaitement la dynamique en marche en matière d'innovation au niveau des organismes nationaux et la place de l'Inserm, qui, avec sa filiale Inserm-Transfert, fait la preuve à nouveau de sa position de leader mondial dans le secteur de l'innovation en santé ».

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