janvier 22, 2022

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Bulles de gaz dans les pores des roches – une pépinière pour la vie sur la Terre primitive – ScienceDaily

Des chercheurs basés à Munich et à Dresde ont conçu un scénario convaincant pour l’évolution des microgouttelettes sans membrane comme origine de la vie.

Où et comment la vie a-t-elle commencé sur la Terre primitive il y a plus de 3,5 milliards d’années à partir de produits chimiques non vivants ? Trouver la réponse à cette question a longtemps été débattue et difficile pour les scientifiques. La seule chose que les scientifiques peuvent rechercher, ce sont des environnements potentiels qui ont permis à la vie de se déclencher. Une nécessité fondamentale des premières cellules sur Terre était la capacité de former des compartiments et d’évoluer pour faciliter les premières réactions chimiques. Les microgouttelettes non associées à la membrane sont d’excellents candidats pour le marquage des protocellules, avec la capacité de diviser et de concentrer les molécules et de soutenir les réactions biochimiques. Les scientifiques n’ont pas encore montré comment ces minuscules gouttelettes auraient pu évoluer pour donner naissance à la vie sur Terre. Des chercheurs du LMU Center for Nanosciences (CeNS) et du Max Planck Institute for Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG) à Dresde ont maintenant démontré, pour la première fois, que la croissance et la division de micro-gouttelettes sans membrane est possible dans un environnement similaire aux bulles de gaz dans les pores de la roche chaude sur Terre. Il est suggéré que la vie peut avoir son origine là-bas.

L’équipe de Dora Tang, chef du groupe de recherche du MPI-CBG, a montré en 2018 que l’ARN simple est actif dans de minuscules gouttelettes sans membrane, permettant un environnement chimique adapté au début de la vie. Ces expériences ont été menées dans un environnement aquatique simple, où les forces concurrentes étaient équilibrées. Cependant, les cellules ont besoin d’un environnement dans lequel elles peuvent constamment se diviser et se développer. Pour trouver un scénario plus approprié à l’origine des expériences de la vie, Dora Tang s’est associée à Dieter Braun, professeur de biophysique des systèmes au LMU. Son groupe a développé des conditions avec un environnement déséquilibré qui permettent de multiples interactions en un seul endroit et où les cellules peuvent se développer. Bien que ces cellules ne ressemblent pas aux cellules que nous connaissons aujourd’hui, elles sont très similaires aux protocellules des cellules d’aujourd’hui, également appelées protocellules, constituées de matériaux adhésifs sans membrane.

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L’environnement créé par le laboratoire de Brown est un scénario possible sur la Terre primitive, dans lequel la roche poreuse dans l’eau à proximité des activités volcaniques était partiellement chauffée. Pour leurs expériences, Dora Tang et Dieter Braun ont utilisé des pores contenant de l’eau avec une bulle de gaz et un gradient thermique (électrode chaude et froide) afin de voir si les protocellules se diviseraient et se développeraient. Alan Inicelli, premier auteur de l’étude et doctorant au laboratoire de Dieter Braun, explique : « Nous savions que l’interface gaz-eau attire les molécules. Les protocellules s’y logent et s’accumulent, s’agrégeant en molécules plus grosses. C’est pourquoi nous avons choisi cette mettre en place. » Les chercheurs ont déjà remarqué que les molécules et les protocellules se dirigeaient vers l’interface gaz-eau pour former des protocellules plus grandes constituées de sucre, d’acides aminés et d’ARN. Allan poursuit : « Nous avons également observé que les cellules progénitrices étaient capables de se diviser et de se diviser. Ces résultats représentent un mécanisme potentiel pour la croissance et la division de protocellules sans membrane sur la Terre primitive. » En plus de la division et de l’évolution, les chercheurs ont découvert qu’en raison du gradient de température, plusieurs types de protocellules avec une composition chimique, une taille et des propriétés physiques différentes se sont formées. Par conséquent, le gradient de température dans cet environnement pourrait avoir exercé une pression de sélection évolutive sur les protocellules sans membrane.

Dora Tang et Dieter Braun, qui ont dirigé l’étude, ont résumé : « Ce travail montre pour la première fois qu’une bulle de gaz dans les pores de la roche chaude est un scénario convaincant pour l’évolution de petites gouttelettes sans membrane sur la Terre primitive. les études pourraient se concentrer sur davantage d’habitats potentiels et explorer d’autres conditions d’émergence de la vie.

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Source de l’histoire :

Matériaux Introduction de Ludwig Maximilians-Université de Munich. Remarque : le contenu peut être modifié en fonction du style et de la longueur.