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Accueil du site > Tribune Libre > Un Nobel de chimie pour découvrir les origines de la vie

Un Nobel de chimie pour découvrir les origines de la vie

Ils sont trois, Venkatraman Ramakrishnan, Thomas Steitz et Ada Yonath, à se partager les honneurs du Nobel de chimie qui, comme depuis quelques années, a pris l’habitude de récompenser des découvertes dont les applications concernent la biologie. C’est le cas en 2009. Nous trois lauréats ont découvert la structure fine du ribosome. Et le comité Nobel de préciser que cette avancée permettra d’améliorer la santé humaine car elle favorise l’invention d’antibiotiques. Rappelons que beaucoup d’antibiotiques agissent sur le ribosome bactérien en perturbant son fonctionnement sans pour autant agir sur le ribosome humain. Pour agir, une molécule doit se fixer sur sa cible et donc, en connaissant la structure fine du ribosome, il est possible de sélectionner par des calculs de structure très poussés la forme des molécules candidates à l’inhibition du ribosome. Tout ceci est très théorique et l’on attendra les applications pratiques. Mais ce n’est pas tout, car cette découverte pourrait avoir des implications dans la recherche des origines de la vie.

Bref rappel du ribosome. Il s’agit d’une superstructure moléculaire présente dans la cellule, eucaryote ou procaryote, et destinée à synthétiser les protéines à partir d’une matrice d’ARN contenant sous forme cryptée les instructions pour allonger la chaîne des acides aminés et produire la protéine complète. Le ribosome est une très grosse molécule, connue depuis longtemps mais sans qu’on dispose de sa structure avec une résolution fine, de l’ordre de deux à trois angstrœms, soit un peu plus que la taille d’un atome. Pour obtenir cette résolution, il faut utiliser la cristallographie et les rayons X mais ce n’est possible que si on obtient des cristaux. C’est facile et courant pour des molécules ordinaires tel un sucre, ou même une protéine mais pour cette énorme ribonucléoprotéine, l’affaire n’était pas dans le sac et il a fallu deux décennies pour avoir ces précieux cristaux en état de fonctionner dans l’appareil. L’année 2000, les trois lauréats ont publié indépendamment la structure du ribosome extrait d’une bactérie. Les deux premiers ont livré la structure d’une des deux sous-unités et la troisième, A. Yonath, a obtenu la structure complète.

La « presse française » n’a pas cru bon expliquer en quoi cette découverte permet de réfléchir aux origines de la vie. On connaît le problème de la poule et de l’œuf. Les acides nucléiques ont besoin des protéines pour être fabriqués mais les protéines nécessitent l’information nucléique pour être conçues. En utilisant les données fournies sur la structure ribosomale, un biophysicien canadien, Sergey Steinberg, s’est penché sur l’agencement des 300 000 atomes du ribosome pour découvrir un ordre sous-jacent. Le ribosome semble obéir à des règles d’agencement assez simple eu égard à son nombre considérable d’éléments. Il se serait progressivement construit en ajoutant progressivement des petites unités d’ARN formées d’une centaine de nucléotides, avec un ordre pouvant être dévoilé. On sait que le centre actif du ribosome possède des propriétés catalytiques. Les ARN pouvaient donc se reproduire sans l’aide des protéines qui auraient été ajoutées au processus de la vie par la suite. L’hypothèse n’est pas nouvelle. Elle est connue sous la dénomination « monde d’ARN ». Mais avec ces éléments nouveaux fournis depuis 2000, les biochimistes disposent de données précieuses pour imaginer les scénarios des origines.


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8 réactions à cet article    


  • janequin 8 octobre 2009 11:29

    « Ils sont trois, Venkatraman Ramakrishnan, Thomas Steitz et Ada Yonath, à se partager les honneurs du Nobel de chimie qui, comme depuis quelques années, a pris l’habitude de récompenser des découvertes dont les applications concernent la biologie »

    C’est tout-à-fait normal, puisque la vie, ce n’est que de la chimie. C’est elle et elle seule qui permettra de comprendre comment fonctionnent les protéines au niveau de l’atome.

    Une question. Le ribosome contient-il des chaînes nucléotidiques (vous parlez d’addition d’ARNs) ou bien est-il formé de chaînes d’acides aminés, donc de protéines ou de polypeptides associés ?


    • geo63 8 octobre 2009 11:53

      Bonjour Bernard Dugué, j’attendais votre article, merci. Vous couvrez un domaine remarquable.

      Une petite remarque, « beaucoup d’antibiotiques agissent sur le ribosome bactérien », je dirais plutôt : certaines familles d’antibiotiques agissent sur le ribosome bactérien, exemple les aminosides aminocyclitols ou ASAC ...Ce n’est pas le cas des pénicillines ou céphalosporines, par exemple. Bon, trève de bavardages.

      Pour moi, ce qui est fabuleux c’est d’avoir atteint ce niveau de résolution pour cette structure gigantesque qui constitue la « tête de lecture » du « film » ARN messager. Je suis tout à fait d’accord avec vous, ces travaux vont beaucoup plus loin que la molle présentaton de la « presse française ». C’est fascinant.

      Je souhaiterais souligner ici l’importance capitale d’une technique connue depuis un certain temps : la cristallographie aux rayons X qui a permis de déterminer la structure fine de milliers de molécules et apporter ainsi une confirmation formidable aux « échafaudages moléculaires » de toutes sortes, y compris sortis de l’esprit des chimistes les plus créatifs (voir Jean-Marie Lehn, Nobel 1987, par exemple).

      Parmi les grands noms de la cristallographie appliquée aux substances naturelles il faut citer Dorothy Hodgkin d’Oxford (Nobel 1964) (cholestérol, penicilline, vitamine B12...), une femme largement au niveau de Marie Curie, y compris dans son engagement social.

      Enfin, les élucidations de structures énormes (amas de protéines...) ces temps-ci sont liées à l’utilisation du rayonnement synchrotron comme source hyperpuissante de rayons X et bien sûr aux énormes possibilités des gros calculateurs. On peut mettre en comparaison la décision récente (novembre 2008 ?) de rogner les crédits du projet « Soleil » à Saclay qui a pour objet l’utilisation du rayonnement synchrotron (nouvelle génération) dans diverses applications dont la biologie. Le Maître aux 6 cerveaux a tranché (ou ses sbires) !!



      • janequin 8 octobre 2009 15:41

        Il faut préciser que la cristallographie des molécules géantes cristallisées ne permet qu’une chose : obtenir l’enveloppe de cette molécule. Elle ne permet pas de déterminer à elle seule la formule développée et la stéréochimie du composé.
        En fait, le travail de Jean-Marie Lehn a consisté à développer un algorithme devant permettre, grâce à la connaissance expérimentale des longueurs de liaison, des angles de liaison, des énergies de répulsion et d’attraction entre les atomes, d’obtenir les structures primaires et secondaires des protéines de manière à ce que celle-ci présente une enveloppe identique à celle obtenue par RX.

        On peut certes confirmer les structures connues, mais l’application de cette méthode aux structures inconnues est bien plus aléatoire, ainsi que me l’a confirmé un chercheur de l’université de Strasbourg, qui m’a parlé de pourcentages d’erreur pouvant atteindre 1000 !

        Si ils ont trouvé cette stucture fine, c’est plus certainement par des méthodes chimiques, sophistiquées, associées aux diverses spectroscopies d’absoption ou d’émission moléculaires.


        • geo63 8 octobre 2009 16:35

          Bien sûr que si, la cristallo permet de déterminer la formule développée et la stéréochimie d’un composé, elle permet même d’arriver à la configuration absolue. Dans le cas d’une résolution correcte on situe parfaitement les atomes (!) avec un peu de mouvement autour (imprécision).

          Votre chercheur de Strasbourg dit des choses étranges.
           J.M. Lehn ne travaille pas sur les protéines mais sur des assemblages supramoléculaires de sa conception.

          Il existe d’autres techniques dont la RMN, mais qui n’atteignent pas la précision des RX lorsque l’on a des « bons » cristaux comme l’explique Bernard Dugué.


        • janequin 8 octobre 2009 19:36

          La spectro aux RX ne permet que d’obtenir une image de la densité électronique, une carte des contours, indiquant les régions où on peut trouver des électrons dans la molécule cristallisée. Ne pas oublier que cette spectro correspond à la diffraction des rayons X par les nuages électroniques.

          Il faut ensuite interpréter cette carte grâce à aux calculs dont j’ai parlé plus haut. Ce n’est qu’alors qu’on peut avoir une idée de la formule développée ou de la stéréochimie des atomes.

          Si c’était si simple, cela ferait longtemps qu’on aurait abandonné toute autre forme de spectroscopie.


        • Paul Muad Dib 8 octobre 2009 16:49

          En d’autres temps c’est passionnant ,bien sur !! mais la ,c’est a des années lumières des priorités du moment ?? OK selon moi,donc relatif bien sur..sauf la continuelle arrogance humaine de tout savoir, une quête de l’absolu, aussi une conséquence de la peur viscérale de la mort je pense...
          bon et pour le bordel présent de cette planète on fait quoi ?????et les guerres, les famines organisées, le chômage de masse organisé , la nourriture remplie de saloperies, le totalitarisme en route en occident, la peine de mort pour les émeutiers en europe, les civils tués dans des guerres occidentales,.les famines comme conséquences d’un monde compétitif de profit et ceux qui disent bien fait n’ont qu’a bosser.. , les sociétés policées de plus en plus, les banquiers qui tentent le coup d’état planétaire pour asservir les populations, les gouvernements occidentaux encore eux qui essayent de forcer des vaccinations illusoires , des pseudo démocraties qui virent au totalitarisme avec manipulation des élections par les pouvoirs grâce aux médias dominant...etc, etc....des milliers de sujets sur le malheur des hommes et pas un, sauf exception, qui s’intéresse a l’origine du malheur et du drame humain........c’est pourtant a notre portée,c’est dans notre cerveau, ou siège l’ ego qui a pris le contrôle, c’est dans le fonctionnement de cette partie du cerveau que tout se passe , et la , rien .....je ne parle pas d’études physique du cerveau mais de la connaissance de soi bien sur, eh oui genre bouddha par exemple ou autre ,vous savez , la vérité qui illumine et transforme , enfin je parle de ce genre de choses,quoi !! de cette vérité libératrice des conflits internes donc externes..la bonne nouvelle est que la , nous n’avons pas du tout besoin de spécialistes, être vivant EST le miracle de notre vie..se découvrir est le sel de cette même vie..en voyageant au delà de cet ego barbare ,en découvrant ce qui est inconnu....la ou l’ego limite n’ira jamais, inutile de dire plus, les mots ne peuvent traduire cette beauté, les mots et symboles peuvent expliquer peut être l’origine de la vie, bien que j’ai des doutes et si oui,et alors ?, je repose la question ,on fait quoi avant que la planète n’explose a cause des fous qui sont au pouvoir ??? on fait quoi ,la ,de suite ???? il y a urgence..
           Personne ,sauf exception, ne semble concerné par cela, la science va tout résoudre pensent beaucoup, comme le libéralisme devait réguler les échanges commerciaux pour le bien de tous, la aussi ,c’est loupée ..mais la science est un moyen ,nous en avons fait un but, forcement ca merde,la science est un outil ,comme un marteau hyper amélioré, mais reste un marteau et l’humain il fait quoi de son marteau ??? hum ! et bien il frappe les autres avec son marteau.. .alors je crois que c’est perdre son temps, pour l’instant, que de s’attarder sur ce sujet , pendant ce temps la planète continue sa course pleine de malédictions, plus pour certains que pour d’autres et je devine derrière ce sujet la peur de mourir des puissants qui ainsi donnent carte blanche et beaucoup d’argent a certaines recherches de ce genre ,non ? chercheurs qui faute de trouver vont encaisser des sommes coquettes, la aussi ,cherchons le profit... suis je mauvaise foi ? si oui ,j’assume..les techniques sont assez avancées, arrêtons nous dans cette course qui n’est qu’un échappatoire de notre peur de la mort, due au fait que nous n’utilisons pas toutes les facultés de notre cerveau,mais une seule,l’ego ,le coupable de notre malheur..l’humanité entière est handicapée mentale....mais ne voit pas la folie qui en découle..
          mr dugue ,rien de personnel contre vous,..salutations


          • Pyrathome pyralene 8 octobre 2009 21:36

            Tout à fait passionnant ! Toutefois , il ne s’agit que d’une brique de la vie , d’une interface entre la vie et la matière.....il reste encore 99.99999.. % à découvrir !
             Bon courage et bonne continuation à ces chercheurs passionnés et couronnés comme il le mérite !


            • polygarche polygarche 9 octobre 2009 11:10

              Faut avoir minimum le bac s pour comprendre cet article. Il est bien fait et même certains commentaires sont très instructifs : bravo.

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