Les éléments constitutifs de la vie basée sur l’ARN abondent au centre de notre galaxie

Les nitriles, une classe de molécules organiques avec un groupe cyano, c’est-à-dire un atome de carbone lié par une triple liaison insaturée à un atome d’azote, sont généralement toxiques. Mais paradoxalement, ils sont aussi un précurseur clé de molécules essentielles à la vie, comme les ribonucléotides, composés des nucléobases ou « lettres » A, U, C et G jointes à un groupement ribose et phosphate, qui forment ensemble l’ARN. Maintenant, une équipe de chercheurs d’Espagne, du Japon, du Chili, d’Italie et des États-Unis montre qu’une large gamme de nitriles se produit dans l’espace interstellaire dans le nuage moléculaire G + 0,693-0,027, près du centre de la Voie lactée.

Le Dr Víctor M. Rivilla, chercheur au Centre d’astrobiologie du Conseil national de recherches espagnol (CSIC) et à l’Institut national de technologie aérospatiale (INTA) à Madrid, en Espagne, et premier auteur de la nouvelle étude publiée dans Frontières en astronomie et sciences spatialesa déclaré: « Ici, nous montrons que la chimie qui se déroule dans le milieu interstellaire est capable de former efficacement plusieurs nitriles, qui sont des précurseurs moléculaires clés du scénario » RNA World « . »

Possible monde « ARN uniquement »

Selon ce scénario, la vie sur Terre était à l’origine uniquement basée sur l’ARN, et l’ADN et les enzymes protéiques ont évolué plus tard. L’ARN peut remplir ses deux fonctions : stocker et copier des informations comme l’ADN, et catalyser des réactions comme les enzymes. Selon la théorie du « monde de l’ARN », les nitriles et autres éléments constitutifs de la vie ne doivent pas nécessairement tous être apparus sur Terre elle-même : ils pourraient également provenir de l’espace et « faire de l’auto-stop » jusqu’à la jeune Terre à l’intérieur des météorites et des comètes pendant la « Tardive Période des bombardements lourds », il y a entre 4,1 et 3,8 milliards d’années. À l’appui, des nitriles et d’autres molécules précurseurs de nucléotides, de lipides et d’acides aminés ont été trouvés à l’intérieur de comètes et de météores contemporains.

Mais d’où dans l’espace ces molécules auraient-elles pu venir ? Les principaux candidats sont les nuages ​​moléculaires, qui sont des régions denses et froides du milieu interstellaire, et conviennent à la formation de molécules complexes. Par exemple, le nuage moléculaire G+0,693-0,027 a une température d’environ 100 K et mesure environ trois années-lumière de diamètre, avec une masse d’environ mille fois celle de notre soleil. Il n’y a aucune preuve que des étoiles se forment actuellement à l’intérieur de G + 0,693-0,027, bien que les scientifiques soupçonnent qu’il pourrait évoluer pour devenir une pépinière stellaire à l’avenir.

« Le contenu chimique de G + 0,693-0,027 est similaire à celui d’autres régions de formation d’étoiles dans notre galaxie, ainsi qu’à celui d’objets du système solaire comme les comètes. Cela signifie que son étude peut nous donner des informations importantes sur les ingrédients chimiques qui étaient disponibles dans la nébuleuse qui a donné naissance à notre système planétaire », a expliqué Rivilla.

Spectres électromagnétiques étudiés

Rivilla et ses collègues ont utilisé deux télescopes en Espagne pour étudier les spectres électromagnétiques émis par G+0,693-0,027 : le télescope IRAM de 30 mètres de large à Grenade et le télescope Yebes de 40 mètres de large à Guadalajara. Ils ont détecté les nitriles cyanoallène (CH2CCHCN), le cyanure de propargyle (HCCCH2CN) et le cyanopropyne, qui n’avaient pas encore été trouvés dans G+0,693-0,027, bien qu’ils aient été signalés en 2019 dans le nuage noir TMC-1 dans les constellations du Taureau. et Auriga, un nuage moléculaire avec des conditions très différentes de G+0.693-0.027.

Rivilla et l’équipe ont également trouvé des preuves possibles de la présence dans G + 0,693-0,027 de cyanoformaldéhyde (HCOCN) et de glycolonitrile (HOCH2CN). Le cyanoformaldéhyde a été détecté pour la première fois dans les nuages ​​moléculaires TMC-1 et Sgr B2 dans la constellation du Sagittaire, et le glycolonitrile dans la protoétoile de type solaire IRAS16293-2422 B dans la constellation d’Ophiuchus.

D’autres études récentes ont également signalé d’autres précurseurs d’ARN à l’intérieur de G + 0,693-0,027 tels que le glycolaldéhyde (HCOCH2OH), l’urée (NH2CONH2), l’hydroxylamine (NH2OH) et le 1,2-éthènediol (C2H4O2), confirmant que la chimie interstellaire est capable de fournir les ingrédients les plus élémentaires pour le « monde de l’ARN ».

Les nitriles parmi les familles chimiques les plus abondantes dans l’espace

L’auteur final, le Dr Miguel A Requena-Torres, maître de conférences à l’Université de Towson dans le Maryland, aux États-Unis, a déclaré : « Grâce à nos observations au cours des dernières années, y compris les résultats actuels, nous savons maintenant que les nitriles font partie des familles chimiques les plus abondantes. dans l’univers. Nous les avons trouvés dans des nuages ​​moléculaires au centre de notre galaxie, des protoétoiles de différentes masses, des météorites et des comètes, et aussi dans l’atmosphère de Titan, la plus grosse lune de Saturne.

Le deuxième auteur, le Dr Izaskun Jiménez-Serra, également chercheur au CSIC et à l’INTA, a regardé vers l’avenir : « Nous avons détecté jusqu’à présent plusieurs précurseurs simples des ribonucléotides, les éléments constitutifs de l’ARN. Mais il reste encore des molécules clés manquantes qui sont difficiles à détecter. Par exemple, nous savons que l’origine de la vie sur Terre a probablement aussi nécessité d’autres molécules telles que les lipides, responsables de la formation des premières cellules. Par conséquent, nous devrions également nous concentrer sur la compréhension de la formation des lipides à partir de précurseurs plus simples disponibles dans le monde. milieu interstellaire. »