Une équipe de l’Université du Wisconsin-Madison a réussi à reconstruire une enzyme vieille de 3,2 milliards d’années, fournissant un lien biochimique direct avec la vie avant que l’oxygène ne domine l’atmosphère terrestre. Cette avancée éclaire non seulement les conditions dans lesquelles la vie a prospéré au début, mais établit également un marqueur chimique robuste pour détecter la vie potentielle sur d’autres planètes.
L’enzyme primordiale : la nitrogénase
La recherche, dirigée par le professeur Betül Kaçar, s’est concentrée sur la nitrogenase, une enzyme essentielle pour convertir l’azote atmosphérique en une forme utilisable par les organismes. Sans la nitrogénase, la vie telle que nous la connaissons n’existerait pas. La fonction de cette enzyme est si fondamentale que sa reconstruction offre une fenêtre unique sur les premiers processus biologiques de la Terre.
Combler le fossé fossile grâce à la biologie synthétique
Traditionnellement, la compréhension de la vie ancienne reposait sur des archives géologiques rares – des fossiles et des échantillons de roches souvent difficiles à obtenir. L’équipe de Kaçar a eu recours à la biologie synthétique pour surmonter cette limitation. En recréant des enzymes anciennes et en les introduisant dans des microbes modernes, ils peuvent étudier ces reliques du passé dans un laboratoire contrôlé. Cette approche comble efficacement les lacunes des archives fossiles, offrant des reconstitutions tangibles de la vie d’il y a des milliards d’années.
La vie avant l’oxygène : une image plus nette
Il y a trois milliards d’années, l’atmosphère terrestre était radicalement différente : riche en dioxyde de carbone et en méthane et dominée par des microbes anaérobies. Comprendre comment ces organismes ont accédé à des nutriments cruciaux comme l’azote est essentiel pour comprendre comment la vie persistait avant que le Grand événement d’oxydation ne remodèle fondamentalement la planète.
Les recherches de l’équipe confirment que les anciennes enzymes nitrogénases produisent les mêmes signatures isotopiques que les versions modernes, ce qui signifie que la manière dont cette enzyme interagit avec son environnement est restée constante pendant des milliards d’années. Cette cohérence est essentielle car les signatures isotopiques dans les roches sont souvent utilisées pour déduire la présence d’une vie ancienne.
Implications pour l’astrobiologie
Le professeur Kaçar souligne que la compréhension du passé de la Terre est essentielle à la recherche de la vie au-delà de notre planète. “La recherche de la vie commence ici, chez nous, et notre maison a 4 milliards d’années”, a-t-elle déclaré. En reconstruisant d’anciennes enzymes, les scientifiques acquièrent une compréhension plus approfondie des empreintes biochimiques laissées par la vie, ce qui les rend plus susceptibles d’identifier des traces de vie sur d’autres mondes.
“Nous devons comprendre la vie qui est devant nous, si nous voulons comprendre la vie qui est devant nous et la vie ailleurs.”
Ces recherches constituent un outil puissant pour les astrobiologistes, offrant un marqueur fiable pour identifier la vie dans des environnements radicalement différents du nôtre. Les résultats de l’étude ont été publiés dans Nature Communications.
En fin de compte, ce travail démontre la valeur de la biologie synthétique pour révéler les secrets d’un passé profond. En recréant physiquement d’anciennes molécules, les scientifiques peuvent tester des hypothèses, combler les lacunes dans les connaissances et affiner les méthodes de détection de la vie, sur Terre et au-delà.
