Les cinq bases nucléiques composant le matériel génétique des organismes vivants sur Terre — l’adénine, la guanine, la cytosine, la thymine et l’uracile — ont été détectées dans des échantillons de l’astéroïde Ryugu, selon une étude. Alors que les échantillons provenant d’autres météorites contenaient des quantités variables de nucléobases puriques et pyrimidiques, ceux de Ryugu présentaient une abondance relativement équilibrée. Ces résultats fournissent des indications supplémentaires sur la chimie du Système solaire primitif.
Les acides nucléiques et les nucléobases qui les composent sont des biomolécules essentielles à toutes les formes de vie sur Terre. Les cinq nucléobases fondamentales — l’adénine, la guanine, la cytosine, la thymine et l’uracile — s’assemblent en séquences pour constituer le matériel porteur de l’information génétique.
Outre le codage et la transmission des gènes, ces nucléobases se lient à des sucres ou à des groupements phosphates pour former des nucléotides, qui servent de vecteurs d’énergie tels que l’adénosine triphosphate (ATP). Les nucléotides sont également des composants essentiels de coenzymes clés, comme la nicotinamide adénine dinucléotide (NAD⁺/NADH), impliquée dans le métabolisme énergétique cellulaire.
Compte tenu de ces fonctions essentielles, les nucléobases constituent un axe de recherche important en astrobiologie. Leur détection dans les météorites carbonées montre qu’elles peuvent être synthétisées de manière abiotique, soit dans la glace interstellaire, soit dans des environnements planétaires où l’eau est présente.
Cela suggère que les conditions moléculaires nécessaires à l’émergence de la vie ne sont peut-être pas propres à la Terre et pourraient résulter naturellement de l’évolution chimique du Système solaire. Les nucléobases auraient donc pu être livrées à la Terre primitive par le biais de météorites.
Des nucléobases ont déjà été détectées dans des échantillons rapportés des astéroïdes tels que Bennu et Ryugu. En particulier, de l’uracile a récemment été identifié dans des échantillons de Ryugu. Cependant, les quantités de matériaux présents dans les échantillons de Ryugu n’avaient jusqu’ici pas été caractérisées avec précision, notamment en raison du volume limité d’échantillons disponibles.
Dans une étude publiée le 16 mars dans la revue Nature Astronomy, un groupe de chercheurs japonais a quantifié les nucléobases présentes dans les échantillons de Ryugu rapportés par la mission Hayabusa2 en décembre 2020.
« Élucider les mécanismes de formation des bases nucléiques extraterrestres contribue à contraindre les conditions physico-chimiques universelles dans lesquelles elles peuvent se former de manière abiotique, reliant ainsi les processus astrochimiques interstellaires et les environnements planétaires à l’évolution chimique qui a précédé l’origine de la vie », expliquent les chercheurs dans leur article.
« Nous rapportons une analyse complète des bases nucléiques dans deux échantillons d’agrégats de Ryugu en utilisant des quantités suffisantes de matière et des techniques d’analyse optimisées. »
© JAMSTEC
Des différences notables dans la répartition des nucléobases
En analysant deux échantillons de Ryugu rapportés par la mission Hayabusa2, l’équipe de la nouvelle étude a détecté les cinq nucléobases canoniques : l’adénine, la guanine, la cytosine, la thymine et l’uracile. En comparant leurs données avec celles des météorites Murchison et Orgueil, ainsi qu’avec des échantillons de l’astéroïde Bennu, les chercheurs ont mis en évidence des différences significatives dans la répartition des nucléobases.
Les quantités de nucléobases puriques (adénine et guanine) et de nucléobases pyrimidiques (cytosine, thymine et uracile) sont à peu près équivalentes dans les échantillons de Ryugu. Ceux de Murchison étaient en revanche plus riches en nucléobases puriques, tandis que ceux de Bennu et d’Orgueil contenaient davantage de nucléobases pyrimidiques. Selon les chercheurs, ces écarts reflètent des histoires chimiques, environnementales et évolutives distinctes pour leurs corps parents respectifs.
« Ces observations indiquent que les bases nucléiques dans ces échantillons peuvent s’être formées via une voie partagée, dépendant de l’environnement physico-chimique des corps parents respectifs », écrivent les chercheurs.
Par ailleurs, bien que la répartition des nucléobases varie selon les matériaux provenant d’astéroïdes, ces observations renforcent l’hypothèse selon laquelle elles sont largement répandues au sein du Système solaire et que les astéroïdes carbonés ont probablement contribué à l’évolution chimique de la Terre primitive.