Nature et biologie | Le 16 décembre 2024, par Sambuc éditeur. Temps de lecture : six minutes.

Vie miroir

Objet d’étude en biologie et en chimie biologique

La vie en miroir est une hypothèse scientifique portant sur l’existence de molécules biologiques à la chiralité inversée. Elle a fait récemment l’objet d’un appel de la communauté scientifique à une pause sur la recherche de formes vivantes inversées, en raison de risques potentiellement très importants pour les systèmes immunitaires et les écosystèmes naturels.

Série Molécules / II-11 (Israfil Dough) © Sambuc éditeur, 2024

La vie miroir, ou vie en miroir est une hypothèse scientifique portant sur l’existence de molécules biologiques à la chiralité inversée.

La majorité des molécules du vivant comme les sucres des ADN ou les acides aminés des protéines, possèdent en effet une orientation dans le plan (dissymétrie moléculaire) qui les distingue de leur image miroir ; par homologie avec les mains gauche et droite, on parle dans ce cas de chiralité, du grec χείρ, la main. Une molécule distincte de son image miroir est dite chirale ; on parle d’énantiomères pour les deux formes inversées, qu’on préfixe de D- ou R- selon l’orientation droite (dextera, molécules dextrogyres) ou gauche (laeva, molécules lévogyres). Elles se distinguent par la façon dont les atomes qui les composent sont disposés dans l’espace.

Cette propriété a été découverte par son pouvoir rotatoire sur la lumière, les deux formes faisant tourner le champ électrique de la lumière en sens opposé.

Louis Pasteur, qui découvre le phénomène de chiralité en 1848 par son analyse de l’acide tartrique (produit de la vinification), se livre dans les années 1850 à des expériences sur l’orientation des molécules biologiques sous l’influence du magnétisme, de l’électricité ou de la lumière (cristallisation de composés dans des champs magnétiques, culture de plantes sous la lumière du soleil dont la polarisation est inversée à l’aide de miroirs). La chiralité sera formalisée plus tard par le physicien britannique William Thomson (1824-1907).

Un constat important lié à la chiralité, est le phénomène d’homochiralité du vivant : le monde vivant n’utilise généralement qu’un seul énantiomère des molécules chirales, tous les acides aminés constituant les protéines étant par exemple orientés à gauche (lévogyres). Cette homochiralité est cruciale car des molécules de configuration différente peuvent avoir des interactions biologiques radicalement distinctes — certains médicaments n’agissant que sur un seul énantiomère.

En 2022, les scientifiques Geert L. J. A. Rikken (Laboratoire national des champs magnétiques intenses) et Narcis Avarvari (Université d’Angers), au cours de leurs recherches sur l’effet d’anisotropie magnéto-chirale, ont émis l’hypothèse que l’homochiralité du vivant pourrait être d’origine magnétique.

La création de protéines à image miroir a été lancée il y a plusieurs décennies par le chimiste Stephen Kent, de l’université de Chicago, et ses collègues, avec des résultats au début des années 1990 sur l’enzyme protéase du virus de l’immunodéficience humaine (VIH), que le virus utilise pour dégrader d’autres protéines.

En décembre 2024, une large coalition de scientifiques, dont d’éminents chercheurs en biologie synthétique et des lauréats du prix Nobel, ont appelé à une pause urgente dans les recherches sur les molécules biologiques miroir (K. P. Adamala et al., Science, 12 décembre 2024). Les chercheurs avertissent que la création d’une vie miroir, comme des "bactéries miroirs", pourrait causer « des dommages sans précédent et irréversibles » à la santé humaine et aux écosystèmes dans le monde entier, en échappant aux défenses immunitaires et en envahissant les écosystèmes naturels, conduisant à « des infections létales généralisées dans une fraction substantielle des espèces végétales et animales, y compris les humains ».

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