Novembre 2006

Biologie : de la chimie de l’océan ancien à la complexité

L’utilisation d’éléments traces de métaux par les organismes vivants actuels dérive probablement de changements majeurs au sein de la chimie de l’océan, à l’échelle des temps géologiques. L’étude sur le sujet, qui établit une des influences que la géochimie a eu sur la vie, est la première à se fonder sur les structures protéiques. Elle s’attache à vérifier la théorie selon laquelle l’augmentation de l’oxygène atmosphérique il y a de cela 2,3 milliards d’années, sous l’effet de la photosynthèse, et les changements subséquents dans la chimie de l’océan, ont conduit à des changements dans les types de métaux utilisés par les structures protéiques. De tels changements sont supposés avoir entraîné la diversification et l’accroissement de complexité de la vie, que nous observons aujourd’hui.

Les chercheurs ont étudié les caractéristiques de fixation des métaux de toutes les structures protéiques connues trouvées dans tous les règnes de la vie. Il a ainsi été établi que les trois super-règnes de la vie – Archaea, Bacteria et Eukarya – utilisent les métaux différemment. Les différences reflètent la plus ou moins grande disponibilité de ces métaux dans l’océan à mesure que les super-règnes respectifs évoluaient. Les changements dans la bio-disponibilité des métaux, supposés avoir été engendrés par l’augmentation de l’oxygène atmosphérique il y a 2,3 milliards d’années, mettent en lumière la co-évolution de la biologie et de la géochimie à l’échelle globale.

L’étude, publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, a mobilisé des chercheurs en biologie informatique et en science marine. Elle a été conduite par Chris Dupont, Song Yang, Brian Palenik et Philip Bourne, du San Diego Supercomputer Center, de la Scripps Institution of Oceanography, et des départements de chimie, biochimie et pharmacologie de l’Université de Californie, San Diego.


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