La Nasa à la recherche de génome extraterrestre

6a00d8341bf7f753ef0120a8ad3913970b-320wi« La Terre pourrait ne pas être le centre de l’univers basé sur l’ADN » déclare Gary Ruvkun, professeur de génétique à Harvard Medical School.

S’il y a de la vie sur Mars, le généticien de Harvard Gary Ruvkun pense qu’elle ressemble à quelque chose avec quoi nous sommes déjà familiers : l’ADN. Maintenant, il essaye de le prouver pour le compte de la NASA.

Un nombre de preuves croissant, telles que le transfert de microbes à basse température via la météorite de Allen Hills (ALH84001) et des modèles théoriques suggère que des objets capables de transporter la vie sont passés d’un corps du système solaire à l’autre avec une fréquence signifiante. De plus, on a découvert des extrêmophiles dans des environnements terrestres avec de hauts niveaux de radiation et des conditions extrêmement froide qui, bien que pas aussi extrême que les conditions sur Mars et d’autres planètes, démontre l’incroyable capacité d’adaptations des microbes, ce qui indique que les zones habitables pourraient plus étendues qu’on ne l’admettait auparavant. Mis en ensemble, ces faits augmentent la probabilité que la vie ait été transférée entre la Terre et Mars tôt dans l’histoire du système solaire et pourrait avoir survécu sur Mars jusqu’à nos jours.

Les nouvelles données irrésistibles, indiquant que des preuves chimiques et fossiles d’une ancienne vie microbienne sur Mars ont été apportées sur Terre dans une météorite martienne sont prises très au sérieux par l’équipe de NASA qui fit la découverte initiale en 1984 à Victoria Land, dans la partie orientale de l’Antarctique sur les pieds de la chaîne des Montagnes Transantarctiques, où de nombreuses météorites ont été découvertes. Les nouvelles données fournissent un nouveau cas étayant le fait que la météorite de Allen Hills a apporté des preuves importantes de la vie sur Mars sur Terre ; preuve qui tient de mieux grâce à l’examen par les nouveaux outils d’analyse utilisés pour étudier le spécimen. Il date d’environ 4.5 milliards d’année et on pense qu’il a été arraché à Mars par l’impact d’un météore il y a 16 millions d’années. Un possible micro fossile, trouvé dans l’échantillon de la météorite, mesure moins de 1/100eme de la largeur d’un cheveu humain. Le microfossile a provoqué beaucoup de débat pour si oui ou non il s’agissait d’une preuve de la vie sur Mars.

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Les dernières découvertes sont le fruit de nouvelles recherches utilisant des microscopes électroniques à haute résolution plus avancés que ceux utilisés lors de la découverte initiale et de son annonce par la NASA et la Maison Blanche en 1996. Ces capteurs de laboratoires se sont focalisés directement sur des disques de carbones associés à de minces cristaux de magnétite présents à l’intérieur de la météorite Allen Hills ALH84001.

Maintenant 16 ans après que la vie dans la météorite martienne est sortie, l’équipe scientifique sent avoir enfin gain de cause. Leur donnée montre que la météorite n’était pas un écran de fumée mais qu’elle était pleine de preuves qui soutiennent l’existence de la vie à la surface de Mars, ou sous la surface dans des bassins d’eau, tôt dans l’histoire de la planète.

Les environnements différents des deux planètes à l’heure actuelle ne permettraient pas à un organisme adapté à une planète de se développer sur l’autre. Mais les échanges météoritiques dans le système solaire était de 100 à 1000 fois plus intenses au cours des bombardements lourds d’il y a 4 milliards d’année. Il y a des traces d’écoulement de nombreux liquides, peut-être un ancien océan et des formations sédimentaires qui suggèrent que Mars était plus chaude et plus humides il y a 3 à 4 milliards d’année, un environnement plus proche de la Terre Archéenne.

Ainsi à l’époque du maximum de l’échange météoritique, il y a 3.5 – 4 milliards d’année, une vie microbienne sur Terre pourrait déjà avoir possédé un noyau partagé de 500 gènes, dont le gène ARN ribosomal 16S. Le dernier ancêtre commun avec la vie sur Mars pourrait avoir aussi partagé ce noyau de gènes. Ainsi à ce point d’échange météoritique intense, il pourrait y avoir eu une vie microbienne sur Terre détectable par le gène 16S et un environnement sur Mars beaucoup plus semblable à celui de la Terre qu’aujourd’hui.

Les environnements de Mars et de la Terre ont divergé : l’apparition de l’oxygène sur la Terre, il y a deux milliards d’années a provoqué une baisse des radiations UV, alors que Mars perdait son atmosphère à cause de la chute de son champ magnétique provoquant ainsi une augmentation des flux UV, un refroidissement de la surface, et la perte de l’eau de surface. La vie actuelle sur Mars aurait nécessité de survivre aux températures et aux pressions en dessous du triple point de l’eau, aux flux d’UV très élevés, et à l’oxydation de la surface chimique causée par les radiations UV.

Bien qu’il n’y ait aucun doute que Mars est actuellement un environnement extrême, vu l’adaptabilité de la vie microbienne sur Terre, il n’est pas déraisonnable de proposer que les microbes martien pourraient s’être adaptés au déclin graduel de l’eau, de la température et des protections contre les UV au cours des derniers milliards d’années. Et tout comme les microbes adaptés et divergents sur Terre portent encore la signature de leur ancêtre commun dans leurs gènes de l’ARN ribosomal 16S, les biotes martiens pourraient aussi porter cette signature.

Jusqu’à peu, les stratégies de la NASA pour détecter la vie sur d’autres planètes ont cherché à éviter l’hypothèse qu’elle pourrait partager des caractéristiques communes avec la vie sur Terre. Les stratégies les plus communes, recherche de polymères, de structures d’origine biogéniques, ou des signatures chimiques ou isotopiques des process enzymatiques, recherché des caractéristiques que toute vie est censée montrée. Mais les stratégies dans la recherche de vie extraterrestre ne sont pas particulièrement sensible, et plus important, il y a plusieurs routes non biologiques des ces signatures de vie. Mais si la vie sur Terre est vraiment reliée à la vie sur d’autres planètes, nous pouvons utiliser la technique plus puissante et riche en information développée pour détecter les formes de vie les plus extrêmes sur Terre.

Grace au financement de la NASA, Ruvkun travaille sur un capteur conçu pour rechercher les traces d’ADN dans le sol, la première partie d’un projet qu’il a surnommé « Recherche de Génome Extraterrestre,», qui fera partie d’une mission au sol au cours de la décennie. Si l’appareil trouve quelque chose, il pourrait analyser le code génétique pour déterminer si les microbes martiens sont lies à nous.

On procédera aux essais sur le terrain d’un prototype de SETG cette année grâce aux fonds du programme Astrobiology Science ADN Technology Instrument Development de la NASA, en utilisant des moyens puissants pour détecter la vie à partir de la réaction en chaîne par polymérase de l’ADN qui est maintenant d’une utilisation stADNard. Le détecteur de PCR, pour analyse sur site sur d’autres planètes, le plus immédiatement Mars, est si sensible qu’il permettrait la détection de niveau très faible de vie microbienne sur Mars, et déterminera sa position phylogénétique par analyse de la séquence ADN des gènes détectés.
Ruvkun montre du doigt que le projet représente une rupture nette avec la philosophie actuelle de détection de la vie: éviter la vue géocentrique de ce à quoi pourrait ressembler la vie qui était la marque des efforts antérieurs.

Au lieu de cela, inspiré par la preuve que les microbes peuvent naviguer entre les planètes sur des météores, Ruvkun fait valoir qu’il est plus que probable que toute vie pourrait être liée à la vie sur Terre et avoir un ADN à peu près semblable. Nous avons déjà des preuves que certaines molécules biologiques importantes, telles que les ingrédients des acides aminés, sont livrés par des comètes.

Ruvkun et ses collaborateurs ont recherché un fragment d’ADN qui pourrait être conservé et par les martien et par les terriens. Ils pensent que ce fil commun serait dans gène ribosomal ARN 16S, qui est vital dans le process de fabrication des protéines dans les cellules. Ce gène a des zones de sa séquence qui n’ont que peu changé au cours des milliards d’années d’évolution. De court segment de la séquence du gène 16S sont exactement identiques chez plus de 100 000 espèces dont les gènes ribosomiques ont été analysés.

La stratégie proposée est que l’instrument SETG reçoive un échantillon martien et ajoute un petit extrait du gène ribosomique 16S comme « amorce» pour la replication ADN. Si l’échantillon contient de l’ADN, et si certaines parties du code génétique de cet ADN correspondent à l’ «amorce», alors une série de réactions chimiques produira des millions ou plus de copies de l’échantillon d’ADN.

L’ADN amplifié peut être détecté grâce à des marqueurs spéciaux et des parties de son code peuvent être séquencé pour identifier à quelle sorte de forme de vie appartient le porteur de cet ADN. Si l’échantillon était contaminé par de l’ADN terrien, alors les chercheurs du SETG seraient en mesure de reconnaître les signatures dans le code séquencé, ce qui indiquerait si la contamination vient d’un humain ou d’une bactérie ou d’autre chose qui nous est familier. Cependant, si rien ne correspond à la séquence observée sur Terre, Ruvkun et ses collègues pourront dire qu’ils ont trouvés nos parents martiens.

L’équipe de Ruvskun a construit un prototype de leur analyseur d’ADN, et actuellement, ils sont en train de le calibrer. L’équipe se rendre sur le volcan Copahu en Argentine, qu’on considère comme l’un des plus semblables à l’environnement martien sur Terre, ils feront des essais pour voir si le prototype peut séquencer l’ADN de certains des microbes qui vivent les ruissellements acides du volcan.

Les perspectives du projet reposent sur une trame fascinante: il y a environ 3.5 milliards d’années, les planètes sont passes par une période d’intense bombardement. Les météores venaient s’écraser sur la surface, éjectant plus de rocher dans l’espace, certains de ceux-ci allant s’écraser sur d’autres planètes. La vie sur Terre apparu rapidement après les bombardements, trop rapidement pour ne pas avoir été ensemencées par des météores portant des microbes, pense Ruvkun.

Des rocs martiens ont été trouvés sur Terre, et une analyse a révélé que son noyau n’avait jamais été surchauffé lors de se chute sur Terre, montrant que les météores pouvaient être des navettes viables pour la vie microbienne.
La recherché d’extrêmophiles a montré que il y a des microbes qui se sont adaptés à presque tous les impensables environnements extrêmes : ils sont les aventuriers de l’ultime. Ces organismes prospèrent où les autres microbes n’osent pas s’aventurer : trous d’eau bouillantes, lacs congelés et décharges de déchets toxiques. Les chercheurs ont séquencé les génomes de deux extrêmophiles qui vivent au fond du lac Ace, en Antarctique, où il n’y a pas d’oxygène et où la température est un brutal -36°.

Casey Kazan via Harvard Science

Source : http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2010/02/earth-may-not-be-the-center-of-the-dnabased-universe-harvard-team-seaches-for-extraterrestrial-genom.html

Traduction : GrandPas pour Veritas

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