Au commencement, il y avait... DES ÉLEC­TRONS

COM­PLEXES LA DE DÉCOUVERTE MO­LÉ­CULES DANS UN EN­VI­RON­NE­MENT RE­PRO­DUI­SANT L'HOS­TI­LI­TÉ DE L’ES­PACE DONNE DES PISTES SUR LA FA­ÇON DONT LA VIE POURRAIT AVOIR ÉMER­GÉ SUR TERRE.

Québec Science - - LES 10 DÉCOUVERTES DE L’ANNÉE - Par Maxime Bi­lo­deau

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.

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.

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