Abiogenèse

@article{doi101038216029a0,
    author = "Hodgson, G. W. et Baker, B.L.",
    title = "Abiogenèse des porphyrines à partir de pyrrole et de formaldéhyde dans des conditions géochimiques simulées",
    year = "1967",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/216029a0",
    doi = "10.1038/216029a0",
    openalex = "W2036775766",
    references = "doi101016c20130121083, doi101021ja01295a027, doi101021ja01614a001, doi101038199222a0, doi101038202125a0, doi101073pnas495737, doi101126science1173046528, doi101126science12833331214, doi101126science14736651572, openalexw331990907"
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@book{rutten1971the2,
    author = "Rutten, M. G",
    title = "L'Origine de la vie par des causes naturelles",
    year = "1971",
    publisher = "Amsterdam, Londres, New York, Elsevier",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Rutten, M. G., 1971, L'Origine de la vie par des causes naturelles : Amsterdam, Londres, New York, Elsevier.}"
}

@incollection{doi10100797814684900469,
    author = "Cole, Francis E. et Graf, E. R.",
    title = "Précambrien ELF et Abiogenèse",
    year = "1974",
    url = "https://doi.org/10.1007/978-1-4684-9004-6\_9",
    doi = "10.1007/978-1-4684-9004-6\_9",
    openalex = "W71035227",
    references = "doi1010160024320565903267, doi101016c20130121083, doi1010382151230a0, doi101038235109a0, doi101073pnas591110, doi101126science1173046528, doi101126science12833331214, doi101126science1303370245, doi101126science1683930470, doi1023072420646"
}

@book{oster1974irreversible1,
    author = "Oster, G. F. et Silver, I. L. et Tobais, C. A",
    title = "Thermodynamique irréversible et l'origine de la vie",
    year = "1974",
    publisher = "New York, Londres, Paris, Gordon and Breach Science Publications",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Oster, G. F., Silver, I. L., et Tobais, C. A., 1974, Thermodynamique irréversible et l'origine de la vie : New York, Londres, Paris, Gordon and Breach Science Publications.}"
}

Les observations des systèmes hydrothermaux le long des centres d'expansion médio-océaniques par le sous-marin plongeant profond Alvin ont conduit à de nombreuses théories géologiques pour expliquer des phénomènes allant du flux de chaleur à la formation de dépôts massifs de sulfures. Une vie inhabituelle sous la forme de vers tubulaires géants et de moules (Eos, 29 déc. 1981) a été découverte vivant le long des sources hydrothermales sous-marines dans des environnements sulfureux chimiquement réducteurs et normalement toxiques. Les analyses de données au cours des dernières années ont constitué la base de nouveaux schémas d'évolution de la vie. J.B. Corliss, J.A. Baross et S.E. Hoffman ont décrit un processus par lequel des concentrations de méthane, d'ammoniac, d'hydrogène et de métaux auraient réagi, en plusieurs étapes, pour produire des organismes vivants à l'intérieur ou à proximité des systèmes hydrothermaux sous-marins (Oceanol. Acta, 59–69, 1981).

@article{bell1982submarine,
    author = "Bell, Peter M.",
    title = "Sources hydrothermales sous-marines : Origine de la vie ?",
    year = "1982",
    journal = "Eos, Transactions American Geophysical Union",
    abstract = "Les observations des systèmes hydrothermaux le long des centres d'expansion médio-océaniques par le sous-marin plongeant profond Alvin ont conduit à de nombreuses théories géologiques pour expliquer des phénomènes allant du flux de chaleur à la formation de dépôts massifs de sulfures. Une vie inhabituelle sous la forme de vers tubulaires géants et de moules (Eos, 29 déc. 1981) a été découverte vivant le long des sources hydrothermales sous-marines dans des environnements sulfureux chimiquement réducteurs et normalement toxiques. Les analyses de données au cours des dernières années ont constitué la base de nouveaux schémas d'évolution de la vie. J.B. Corliss, J.A. Baross et S.E. Hoffman ont décrit un processus par lequel des concentrations de méthane, d'ammoniac, d'hydrogène et de métaux auraient réagi, en plusieurs étapes, pour produire des organismes vivants à l'intérieur ou à proximité des systèmes hydrothermaux sous-marins (Oceanol. Acta, 59–69, 1981).",
    url = "https://doi.org/10.1029/eo063i012p00201-04",
    doi = "10.1029/eo063i012p00201-04",
    number = "12",
    openalex = "W2022827068",
    pages = "201-201",
    volume = "63"
}

@article{doi101038319618a0,
    author = "Gilbert, Walter",
    title = "Origine de la vie : Le monde de l'ARN",
    year = "1986",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/319618a0",
    doi = "10.1038/319618a0",
    openalex = "W2050110866",
    references = "doi101007bf01732468, doi1010160092867482904147, doi1010160092867483901174, doi1010160092867485900923, doi101016s0074769608613704, doi101038319534a0, doi101038scientificamerican048188, doi101126science3941911, doi101126science6199841"
}

@article{doi101016009286749190082a,
    author = "Pace, Norman R.",
    title = "Origine de la vie : faire face au cadre physique",
    year = "1991",
    journal = "Cell",
    url = "https://doi.org/10.1016/0092-8674(91)90082-a",
    doi = "10.1016/0092-8674(91)90082-a",
    openalex = "W2019662242"
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@article{doi101038355125a0,
    author = "Chyba, Christopher F. et Sagan, Carl",
    title = "Production endogène, livraison exogène et synthèse par choc d'impact de molécules organiques : un inventaire pour les origines de la vie",
    year = "1992",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/355125a0",
    doi = "10.1038/355125a0",
    openalex = "W2070744579",
    references = "doi1010079789400972223, doi1010160019103585901216, doi101038190389a0, doi101038331612a0, doi101038333313a0, doi101038338487a0, doi101038342139a0, doi101038343129a0, doi101126science11538074, doi101126science1303370245, doi101126science23247551225, doi101146annurevea13050185001051, schidlowski1988a, vidal1985earths"
}

Dans des expériences modélisant des environnements volcaniques ou hydrothermaux, les acides aminés ont été convertis en peptides par utilisation de (Ni,Fe)S et CO copécipités en conjonction avec H2S (ou CH3SH) en tant que catalyseur et agent de condensation à 100 degrésC et pH 7 à 10 dans des conditions anaérobies et aqueuses. Ces résultats démontrent que les acides aminés peuvent être activés dans des conditions géochimiquement pertinentes. Ils soutiennent une origine thermophile de la vie et une apparition précoce de peptides dans l'évolution d'un métabolisme primordial.

@article{doi101126science2815377670,
    author = "Huber, Claudia et Wächtershäuser, Günter",
    title = "Peptides par activation des acides aminés avec du CO sur des surfaces (Ni,Fe)S : Implications pour l'origine de la vie",
    year = "1998",
    journal = "Science",
    abstract = "Dans des expériences modélisant des environnements volcaniques ou hydrothermaux, les acides aminés ont été convertis en peptides par utilisation de (Ni,Fe)S et CO copécipités en conjonction avec H2S (ou CH3SH) en tant que catalyseur et agent de condensation à 100 degrésC et pH 7 à 10 dans des conditions anaérobies et aqueuses. Ces résultats démontrent que les acides aminés peuvent être activés dans des conditions géochimiquement pertinentes. Ils soutiennent une origine thermophile de la vie et une apparition précoce de peptides dans l'évolution d'un métabolisme primordial.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.281.5377.670",
    doi = "10.1126/science.281.5377.670",
    openalex = "W2166068250",
    references = "doi101016s0047248478800529"
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@article{doi101016s1389556702000394,
    author = "Emeline, Alexei V. et Otroshchenko, V. A. et Ryabchuk, V. K. et Serpone, Nick",
    title = "Abiogenèse et réactions hétérogènes photostimulées dans le milieu interstellaire et sur la Terre primitive",
    year = "2002",
    journal = "Journal of Photochemistry and Photobiology C Photochemistry Reviews",
    url = "https://doi.org/10.1016/s1389-5567(02)00039-4",
    doi = "10.1016/s1389-5567(02)00039-4",
    openalex = "W2950163835",
    references = "doi101016s1010603097001184, doi101016s1389556700000022, doi101021cr00017a016, doi101021cr00035a013, doi101021ja00464a015, doi101146annurevaa25090187000323, doi101146annurevastro381427, doi10114912425756, doi1015159780691220239, openalexw617322716"
}

Un modèle pour l'origine de la biochimie à une cheminée hydrothermale alcaline a été développé, se concentrant sur la voie de fixation du CO2 acetyl-CoA (Wood-Ljungdahl) et le métabolisme intermédiaire central menant à la synthèse des constituants des purines et des pyrimidines. L'idée que l'acétogénèse et la méthanogénèse étaient les formes ancestrales du métabolisme énergétique parmi les premiers eubactéries et archaebactéries libres, respectivement, sont au premier plan. La synthèse de formyl pterines, qui sont des intermédiaires essentiels de la voie Wood-Ljungdahl et de la biosynthèse des purines, est trouvée pour confronter les systèmes métaboliques précoces avec des demandes bioénergétiques raides qui sembleraient lier certaines, mais pas toutes, les étapes de réduction du CO2 aux processus géochimiques dans ou sur la croûte terrestre. Les analogues prébiotiques catalysés inorganiquement des réactions biochimiques centrales impliquées dans la synthèse de méthyl dépendante de pterine de la voie acetyl-CoA moderne sont considérés. Les composés suivants apparaissent comme candidats probables pour une implication centrale en chimie prébiotique : sulfures métalliques, formiate, monoxyde de carbone, sulfure de méthyle, acétate, phosphate formyle, phosphate carboxy, carbamate, phosphate carbamoyl, thioesters acétyl, phosphate acétyl, peut-être sulfure de carbonyl et éventuellement pterines. Le carbone aurait pu entrer dans le métabolisme précoce via des réactions à peine différentes de celles de la voie Wood-Ljungdahl moderne, la réaction de pyruvate synthase et le cycle acide citrique inverse incomplet. Les intermédiaires riches en énergie clés étaient peut-être les thioesters acétyl, avec le phosphate acétyl servant peut-être comme monnaie énergétique métabolique universelle avant l'origine des gènes. L'azote aurait pu entrer dans le métabolisme comme NH3 géochimique via deux routes : la synthèse de phosphate carbamoyl et les transaminations réductrices des acides alpha-cétoniques. Avec les intermédiaires de synthèse de méthyl, ces deux routes d'assimilation de l'azote fourniraient directement tous les intermédiaires de la biosynthèse moderne des purines et des pyrimidines. Les considérations thermodynamiques liées à la synthèse de formyl pterine suggèrent que la capacité d'exploiter un gradient de proton naturellement préexistant à l'interface cheminée-océan via une ATPase est plus ancienne que la capacité de générer un gradient de proton avec une chimie spécifiée par des gènes.

@article{doi101098rstb20061881,
    author = "Martin, William et Russell, Michael J.",
    title = "Sur l'origine de la biochimie à une cheminée hydrothermale alcaline",
    year = "2006",
    journal = "Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences",
    abstract = "Un modèle pour l'origine de la biochimie à une cheminée hydrothermale alcaline a été développé, se concentrant sur la voie de fixation du CO2 acetyl-CoA (Wood-Ljungdahl) et le métabolisme intermédiaire central menant à la synthèse des constituants des purines et des pyrimidines. L'idée que l'acétogénèse et la méthanogénèse étaient les formes ancestrales du métabolisme énergétique parmi les premiers eubactéries et archaebactéries libres, respectivement, sont au premier plan. La synthèse de formyl pterines, qui sont des intermédiaires essentiels de la voie Wood-Ljungdahl et de la biosynthèse des purines, est trouvée pour confronter les systèmes métaboliques précoces avec des demandes bioénergétiques raides qui sembleraient lier certaines, mais pas toutes, les étapes de réduction du CO2 aux processus géochimiques dans ou sur la croûte terrestre. Les analogues prébiotiques catalysés inorganiquement des réactions biochimiques centrales impliquées dans la synthèse de méthyl dépendante de pterine de la voie acetyl-CoA moderne sont considérés. Les composés suivants apparaissent comme candidats probables pour une implication centrale en chimie prébiotique : sulfures métalliques, formiate, monoxyde de carbone, sulfure de méthyle, acétate, phosphate formyle, phosphate carboxy, carbamate, phosphate carbamoyl, thioesters acétyl, phosphate acétyl, peut-être sulfure de carbonyl et éventuellement pterines. Le carbone aurait pu entrer dans le métabolisme précoce via des réactions à peine différentes de celles de la voie Wood-Ljungdahl moderne, la réaction de pyruvate synthase et le cycle acide citrique inverse incomplet. Les intermédiaires riches en énergie clés étaient peut-être les thioesters acétyl, avec le phosphate acétyl servant peut-être comme monnaie énergétique métabolique universelle avant l'origine des gènes. L'azote aurait pu entrer dans le métabolisme comme NH3 géochimique via deux routes : la synthèse de phosphate carbamoyl et les transaminations réductrices des acides alpha-cétoniques. Avec les intermédiaires de synthèse de méthyl, ces deux routes d'assimilation de l'azote fourniraient directement tous les intermédiaires de la biosynthèse moderne des purines et des pyrimidines. Les considérations thermodynamiques liées à la synthèse de formyl pterine suggèrent que la capacité d'exploiter un gradient de proton naturellement préexistant à l'interface cheminée-océan via une ATPase est plus ancienne que la capacité de générer un gradient de proton avec une chimie spécifiée par des gènes.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1881",
    doi = "10.1098/rstb.2006.1881",
    openalex = "W2125611981",
    references = "doi101007bf01140180, doi101007bf01808177, doi1010160016703794902887, doi101038319618a0, doi10103832096, doi10103835084000, doi101073pnas316153, doi101093nargki012, doi101099002077135217, doi101111j157469762001tb00576x, doi101126science1092464, doi101126science1102556, doi101126science28454232124, doi101128br4111001801977, doi101128mmbr4111001801977, doi101128mmbr6122622801997, doi101128mr6046096401996, doi101144gsjgs15430377, openalexw3041019241"
}

@article{doi101016jtet200710012,
    author = "Eschenmoser, Albert",
    title = "La recherche sur la chimie de l'origine de la vie",
    year = "2007",
    journal = "Tetrahedron",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.tet.2007.10.012",
    doi = "10.1016/j.tet.2007.10.012",
    openalex = "W2953350983",
    references = "doi101007bf00439699, doi101007pl00006565, doi101016s0040403901994870, doi10108803701298629301, doi101098rstb20061904, lemmon1970chemical, openalexw2983085323"
}

@article{doi101038nrmicro1991,
    author = "Martin, William et Baross, John A. et Kelley, Deborah S. et Russell, Michael J.",
    title = "Hydrothermal vents and the origin of life",
    year = "2008",
    journal = "Nature Reviews Microbiology",
    url = "https://doi.org/10.1038/nrmicro1991",
    doi = "10.1038/nrmicro1991",
    openalex = "W1993130196",
    references = "doi101007bf01808177, doi101038191144a0, doi101038319618a0, doi10103835036572, doi10103835084000, doi101038nature04617, doi101038nrmicro1931, doi10108010409230490460765, doi101098rstb20061881, doi101098rstb20061904, doi101111j157469762001tb00576x, doi101126science1102556, doi101126science1173046528, doi101126science20343851073, doi101144gsjgs15430377, miller1953a, openalexw3041019241"
}

Malgré les échecs thermodynamiques, bioénergétiques et phylogénétiques, le concept de 81 ans de la soupe primitive reste central dans la pensée dominante sur l'origine de la vie. Mais la soupe est homogène en pH et en potentiel redox, et n'a donc aucune capacité de couplage énergétique par chimiosmose. Les contraintes thermodynamiques rendent la chimiosmose strictement nécessaire pour le métabolisme du carbone et de l'énergie chez tous les chimiotrophes libres, et probablement les premières cellules libres aussi. Les gradients de protons se forment naturellement aux sources hydrothermales alcalines et sont considérés comme centraux pour l'origine de la vie. Ici, nous examinons comment les premières cellules auraient pu exploiter une force proton-motrice créée géochimiquement et ensuite apprendre à en produire leur propre, une transition qui était nécessaire pour leur échappement des sources. La synthèse d'ATP par chimiosmose aujourd'hui implique la génération d'un gradient ionique par transfert vectoriel d'électrons d'un donneur à un accepteur. Nous soutenons que le premier donneur était l'hydrogène et le premier accepteur le CO2.

@article{doi101002bies200900131,
    author = "Lane, Nick and Allen, John F. and Martin, William",
    title = "How did LUCA make a living? Chemiosmosis in the origin of life",
    year = "2010",
    journal = "BioEssays",
    abstract = "Despite thermodynamic, bioenergetic and phylogenetic failings, the 81-year-old concept of primordial soup remains central to mainstream thinking on the origin of life. But soup is homogeneous in pH and redox potential, and so has no capacity for energy coupling by chemiosmosis. Thermodynamic constraints make chemiosmosis strictly necessary for carbon and energy metabolism in all free-living chemotrophs, and presumably the first free-living cells too. Proton gradients form naturally at alkaline hydrothermal vents and are viewed as central to the origin of life. Here we consider how the earliest cells might have harnessed a geochemically created proton-motive force and then learned to make their own, a transition that was necessary for their escape from the vents. Synthesis of ATP by chemiosmosis today involves generation of an ion gradient by means of vectorial electron transfer from a donor to an acceptor. We argue that the first donor was hydrogen and the first acceptor CO2.",
    url = "https://doi.org/10.1002/bies.200900131",
    doi = "10.1002/bies.200900131",
    openalex = "W2158033739",
    references = "doi101007bf01140180, doi101016jbbapap200808012, doi101038191144a0, doi10103835084000, doi101038nature04546, doi101038nature08013, doi101038nrmicro1931, doi101074jbcr000005200, doi101098rstb20021183, doi101098rstb20061904, doi101126science1173046528, doi101128mr5244524841988"
}

Pour que la vie ait émergé du CO₂, des roches et de l'eau sur la Terre primitive, une source d'énergie chimiquement transductible durable était essentielle. Le processus de serpentinisation émerge comme une source de plus en plus probable de cette énergie. La serpentinisation de la croûte ultramafique aurait continuellement fourni de l'hydrogène, du méthane, des formiates mineurs et de l'ammoniac, ainsi que du calcium et des traces d'acétate, de molybdène et de tungstène, aux sources hydrothermales alcalines hors crête qui interfacaient avec l'Océan hadéen carbonique riche en métaux. La silice et le bisulfure ont également été livrés à ces sources où les cherts et les sulfures étaient traversés par les solutions alcalines. Les gradients de protons et de redox ainsi générés représentent une source riche d'énergie chimiosmotique produite naturellement, découlant de la géochimie qui n'avait simplement qu'à être exploitée, plutôt qu'induite, par les premiers systèmes biochimiques. Les monticules hydrothermaux s'accumulant à des sites similaires dans les océans d'aujourd'hui offrent des modèles conceptuels et expérimentaux pour la chimie pertinente à l'émergence de la vie, bien que l'universalité des communautés microbiennes à de tels sites, en plus de notre atmosphère oxygénée, empêchent une analogie exacte.

@article{doi101111j14724669201000249x,
    author = "Russell, Michael J. et Hall, A. J. et Martin, William",
    title = "La serpentinisation comme source d'énergie à l'origine de la vie",
    year = "2010",
    journal = "Geobiology",
    abstract = "Pour que la vie ait émergé du CO₂, des roches et de l'eau sur la Terre primitive, une source d'énergie chimiquement transductible durable était essentielle. Le processus de serpentinisation émerge comme une source de plus en plus probable de cette énergie. La serpentinisation de la croûte ultramafique aurait continuellement fourni de l'hydrogène, du méthane, des formiates mineurs et de l'ammoniac, ainsi que du calcium et des traces d'acétate, de molybdène et de tungstène, aux sources hydrothermales alcalines hors crête qui interfacaient avec l'Océan hadéen carbonique riche en métaux. La silice et le bisulfure ont également été livrés à ces sources où les cherts et les sulfures étaient traversés par les solutions alcalines. Les gradients de protons et de redox ainsi générés représentent une source riche d'énergie chimiosmotique produite naturellement, découlant de la géochimie qui n'avait simplement qu'à être exploitée, plutôt qu'induite, par les premiers systèmes biochimiques. Les monticules hydrothermaux s'accumulant à des sites similaires dans les océans d'aujourd'hui offrent des modèles conceptuels et expérimentaux pour la chimie pertinente à l'émergence de la vie, bien que l'universalité des communautés microbiennes à de tels sites, en plus de notre atmosphère oxygénée, empêchent une analogie exacte.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1472-4669.2010.00249.x",
    doi = "10.1111/j.1472-4669.2010.00249.x",
    openalex = "W2169672447",
    references = "doi101002bies200900131, doi101007bf01808177, doi101038nrmicro1991, doi101098rstb20061881, doi101098rstb20061904"
}

@article{doi101016jplrev201112002,
    author = "Saladino, Raffaele et Crestini, Claudia et Pino, Samanta et Costanzo, Giovanna et Mauro, Ernesto Di",
    title = "Formamide et l'origine de la vie",
    year = "2011",
    journal = "Physics of Life Reviews",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.plrev.2011.12.002",
    doi = "10.1016/j.plrev.2011.12.002",
    openalex = "W2095429191",
    references = "doi101002bies200900131, doi101007s1108400791132, doi101016jresmic200905004, doi101073pnas591110, openalexw2983085323"
}

@incollection{doi10103713971010,
    author = "Huxley, Thomas Henry",
    title = "Biogenèse et abiogenèse.",
    year = "2012",
    booktitle = "Macmillan and Co eBooks",
    url = "https://doi.org/10.1037/13971-010",
    doi = "10.1037/13971-010",
    openalex = "W2480670981"
}

@article{doi101021cr2004844,
    author = "Ruiz‐Mirazo, Kepa et Briones, Carlos et de la Escosura, Andrés",
    title = "Prebiotic Systems Chemistry: New Perspectives for the Origins of Life",
    year = "2013",
    journal = "Chemical Reviews",
    url = "https://doi.org/10.1021/cr2004844",
    doi = "10.1021/cr2004844",
    openalex = "W2033873715",
    references = "doi1010023527607439, doi101002anie201204968, doi101006bbrc19990404, doi10100797836427811004, doi101007s1108400791132, doi1010160003269781902815, doi1010160006291x60901388, doi1010160022283668903926, doi1010160022283668903938, doi1010161074552195900314, doi101016s0022283675800830, doi101016s0022519386800479, doi101016s1389172301803224, doi101021cr020452p, doi101021ja8074506, doi101023a1006746807104, doi101038171737a0, doi101038225535b0, doi101038280445a0, doi101038343033a0, doi101038346818a0, doi101038355125a0, doi101038365566a0, doi101038381059a0, doi101038nature03959, doi101038nature04764, doi101038nature08013, doi101039c2cs35109a, doi101073pnas0912157107, doi101073pnas1106493108, doi101073pnas384351, doi101073pnas581217, doi101073pnas742560, doi101073pnas9784112, doi10108010409230490460765, doi101098rstb19520012, doi101126science1092464, doi101126science1161527, doi101126science2200121, doi101126science2705235467, doi101128mr5244524841988, doi1011861759220832, fox1958thermal"
}

Une transition soudaine d'un système d'un état inanimé à un état vivant - défini sur la base des organismes vivants actuels - constituerait un événement hautement improbable, à peine prévisible à partir des lois physiques. À partir de cette idée non controversée, une représentation cohérente du processus d'origine de la vie est construite, qui repose sur la possibilité d'une série d'étapes intermédiaires. Cette approche nécessite un type particulier de stabilité pour ces étapes - la stabilité cinétique dynamique (DKS) - qui n'est pas généralement observée en chimie régulière, et qui se reflète dans la persistance d'entités capables de se reproduire. La connexion nécessaire de ce comportement cinétique avec des conditions thermodynamiques loin de l'équilibre est soulignée, ce qui conduit à une vue évolutionniste de l'origine de la vie dans laquelle les entités en multiplication doivent être associées à la dissipation d'énergie libre. Toute sorte d'entité impliquée dans ce processus doit payer le coût énergétique de l'irréversibilité, mais, en le faisant, l'émergence contingente de nouvelles fonctions devient réalisable. Les conséquences de ces vues sur l'étude des processus par lesquels la vie peut émerger sont déduites.

@article{doi101098rsob130156,
    author = "Pascal, Robert et Pross, Addy et Sutherland, John D.",
    title = "Vers une théorie évolutive de l'origine de la vie basée sur la cinétique et la thermodynamique",
    year = "2013",
    journal = "Open Biology",
    abstract = "Une transition soudaine d'un système d'un état inanimé à un état vivant - défini sur la base des organismes vivants actuels - constituerait un événement hautement improbable, à peine prévisible à partir des lois physiques. À partir de cette idée non controversée, une représentation cohérente du processus d'origine de la vie est construite, qui repose sur la possibilité d'une série d'étapes intermédiaires. Cette approche nécessite un type particulier de stabilité pour ces étapes - la stabilité cinétique dynamique (DKS) - qui n'est pas généralement observée en chimie régulière, et qui se reflète dans la persistance d'entités capables de se reproduire. La connexion nécessaire de ce comportement cinétique avec des conditions thermodynamiques loin de l'équilibre est soulignée, ce qui conduit à une vue évolutionniste de l'origine de la vie dans laquelle les entités en multiplication doivent être associées à la dissipation d'énergie libre. Toute sorte d'entité impliquée dans ce processus doit payer le coût énergétique de l'irréversibilité, mais, en le faisant, l'émergence contingente de nouvelles fonctions devient réalisable. Les conséquences de ces vues sur l'étude des processus par lesquels la vie peut émerger sont déduites.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rsob.130156",
    doi = "10.1098/rsob.130156",
    openalex = "W2162557527",
    references = "doi101007bf00450633, doi101007bf00623322, doi1010160020711x94901198, doi101038171737a0, doi101038191144a0, doi101073pnas86147, doi101128mr5244524841988, doi1011861759220821, doi1023072298330, doi1023072965538, doi105860choice364495"
}

@article{doi101038nmeth2893,
    author = "Attwater, James et Holliger, Philipp",
    title = "Une approche synthétique de l'abiogenèse",
    year = "2014",
    journal = "Nature Methods",
    url = "https://doi.org/10.1038/nmeth.2893",
    doi = "10.1038/nmeth.2893",
    openalex = "W2010389635",
    references = "doi10103835053176, doi101038nature02791, doi101038nature08013, doi101038nature12051, doi101038nchem1110, doi101073pnas95126854, doi101126science1060786, doi101126science1190719, doi101126science1217622, doi101126science1241459"
}

@article{doi101038nrg3841,
    author = "Higgs, Paul G. et Lehman, Niles",
    title = "The RNA World : coopération moléculaire à l'origine de la vie",
    year = "2014",
    journal = "Nature Reviews Genetics",
    url = "https://doi.org/10.1038/nrg3841",
    doi = "10.1038/nrg3841",
    openalex = "W1970977492",
    references = "doi101007bf00420631, doi101016jchembiol201303012, doi101016jplrev201206001, doi101038nature08013, doi101126science1092464, doi101126science1241888, doi101128mmbr6122392611997"
}

Cet article présente une reformulation de la théorie des sources hydrothermales alcalines sous-marines pour l'émergence de la vie en réponse aux récentes découvertes expérimentales. La théorie considère la vie, comme d'autres systèmes auto-organisés dans l'Univers, comme une conséquence inévitable de déséquilibres particuliers. Dans ce cas, les déséquilibres étaient deux : (1) en potentiel redox, entre l'hydrogène plus le méthane et les accepteurs d'électrons complétant le circuit tels que le nitrite, le nitrate, le fer ferrique et le dioxyde de carbone, et (2) en gradient de pH entre un océan externe acide et un fluide hydrothermal alcalin. Le CO2 et le CH4 étaient tous deux également les sources ultimes du carbone organique, et les sulfures de métaux et les oxyhydroxydes agissaient comme des catalyseurs protoenzymatiques. La réalisation, maintenant âgée de 50 ans, que les gradients traversant les membranes, plutôt que les intermédiaires organiques, jouent un rôle vital dans les opérations de la vie remet en question l'idée de « chimie prébiotique ». Elle informe notre propre suggestion selon laquelle l'expérimentation devrait se tourner vers le genre de nano-moteurs qui ont dû être les précurseurs des moteurs moléculaires – tels que la pyrophosphate synthétase et des similaires entraînés par ces gradients – qui font fonctionner la vie. Ce sont ces convertisseurs d'énergie libre ou de déséquilibres supposés, probablement construits à partir de minéraux composant les premières membranes inorganiques, qui, en tant qu'obstacles aux flux ioniques vectoriels, se présentent comme des candidats pour les futures expériences. Mots-clés : Méthanotrophie – Origine de la vie. Astrobiology 14, 308-343. La fixation du carbone inorganique en matière organique (autotrophie) est une condition préalable à la vie et établit le point de départ de l'évolution biologique. (Fuchs, 2011) Des progrès significatifs supplémentaires avec la famille étroitement liée aux membranes H(+)-PPase devraient conduire à une meilleure compréhension des exigences de base pour le transport biologique des protons à travers les membranes et son couplage à la phosphorylation. (Baltscheffsky et al., 1999).

@article{doi101089ast20131110,
    author = "Russell, Michael J. et Barge, Laura M. et Bhartia, R. et Bocanegra, Dylan et Bracher, Paul J. et Branscomb, Elbert et Kidd, Richard et McGlynn, Shawn E. et Meier, David H. et Nitschke, Wolfgang et Shibuya, Takazo et Vance, S. et White, Lauren M. et Kanik, I.",
    title = "The Drive to Life on Wet and Icy Worlds",
    year = "2014",
    journal = "Astrobiology",
    abstract = {Cet article présente une reformulation de la théorie des sources hydrothermales alcalines sous-marines pour l'émergence de la vie en réponse aux récentes découvertes expérimentales. La théorie considère la vie, comme d'autres systèmes auto-organisés dans l'Univers, comme une conséquence inévitable de déséquilibres particuliers. Dans ce cas, les déséquilibres étaient deux : (1) en potentiel redox, entre l'hydrogène plus le méthane et les accepteurs d'électrons complétant le circuit tels que le nitrite, le nitrate, le fer ferrique et le dioxyde de carbone, et (2) en gradient de pH entre un océan externe acide et un fluide hydrothermal alcalin. Le CO2 et le CH4 étaient tous deux également les sources ultimes du carbone organique, et les sulfures de métaux et les oxyhydroxydes agissaient comme des catalyseurs protoenzymatiques. La réalisation, maintenant âgée de 50 ans, que les gradients traversant les membranes, plutôt que les intermédiaires organiques, jouent un rôle vital dans les opérations de la vie remet en question l'idée de « chimie prébiotique ». Elle informe notre propre suggestion selon laquelle l'expérimentation devrait se tourner vers le genre de nano-moteurs qui ont dû être les précurseurs des moteurs moléculaires – tels que la pyrophosphate synthétase et des similaires entraînés par ces gradients – qui font fonctionner la vie. Ce sont ces convertisseurs d'énergie libre ou de déséquilibres supposés, probablement construits à partir de minéraux composant les premières membranes inorganiques, qui, en tant qu'obstacles aux flux ioniques vectoriels, se présentent comme des candidats pour les futures expériences. Mots-clés : Méthanotrophie – Origine de la vie. Astrobiology 14, 308-343. La fixation du carbone inorganique en matière organique (autotrophie) est une condition préalable à la vie et établit le point de départ de l'évolution biologique. (Fuchs, 2011) Des progrès significatifs supplémentaires avec la famille étroitement liée aux membranes H(+)-PPase devraient conduire à une meilleure compréhension des exigences de base pour le transport biologique des protons à travers les membranes et son couplage à la phosphorylation. (Baltscheffsky et al., 1999).},
    url = "https://doi.org/10.1089/ast.2013.1110",
    doi = "10.1089/ast.2013.1110",
    openalex = "W2081345082",
    references = "doi101002cbdv200790052, doi101016jastropartphys201303001, doi101016jepsl201110040, doi101098rsob130156, doi101128mmbr0001009"
}

Que ce soit pour maintenir l'autotrophie ou comme prélude à l'hétérotrophie, la synthèse organique à partir d'une molécule de base C1 disponible dans l'environnement est cruciale pour l'origine de la vie. Des résultats récents complètent les résultats clés de la littérature et suggèrent que le cyanure d'hydrogène — « Blausäure » — était cette molécule de base.

@article{doi101002anie201506585,
    author = "Sutherland, John D.",
    title = "The Origin of Life—Out of the Blue",
    year = "2015",
    journal = "Angewandte Chemie International Edition",
    abstract = {Either to sustain autotrophy, or as a prelude to heterotrophy, organic synthesis from an environmentally available C1 feedstock molecule is crucial to the origin of life. Recent findings augment key literature results and suggest that hydrogen cyanide--"Blausäure"--was that feedstock.},
    url = "https://doi.org/10.1002/anie.201506585",
    doi = "10.1002/anie.201506585",
    openalex = "W1865631169",
    references = "doi101016s0040403901994870, doi101021cr2004844, doi101023a1006746807104, doi101098rsob130156, doi10247509201301, oró1961aminoacid"
}

@article{doi101016jcub201506016,
    author = "Pressman, Abe et Blanco, Celia et Chen, Irene A.",
    title = "Le monde de l'ARN comme système modèle pour étudier l'origine de la vie",
    year = "2015",
    journal = "Current Biology",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.06.016",
    doi = "10.1016/j.cub.2015.06.016",
    openalex = "W1879750355",
    references = "doi101007s1108400791132, doi101016jchembiol201303012, doi1011861759220832"
}

Les champs hydrothermaux sur la Terre prébiotique sont des environnements candidats pour l'abiogenèse. Nous proposons un modèle dans lequel les systèmes moléculaires entraînés par des cycles d'hydratation et de déshydratation dans de tels sites subissent une évolution chimique dans des films déshydratés sur des surfaces minérales, suivis d'une encapsulation et d'une sélection combinatoire dans une phase massive hydratée. La phase déshydratée peut consister en des mélanges eutectiques concentrés ou des matrices cristallines liquides multilamellaires. Les deux conditions organisent et concentrent les monomères potentiels et favorisent ainsi les réactions de polymérisation qui sont entraînées par une activité réduite de l'eau dans la phase déshydratée. Dans le cas de matrices lipidiques multilamellaires, les polymères synthétisés sont capturés dans des vésicules lipidiques lors de la réhydratation pour produire une variété de systèmes moléculaires. Chaque vésicule représente une protocellule, une « expérience » dans une version naturelle de la chimie combinatoire. Deux types de processus sélectifs peuvent alors se produire. Le premier est un processus physique dans lequel les systèmes moléculaires relativement stables seront préférentiellement sélectionnés. Le second est un processus chimique dans lequel des combinaisons rares de polymères encapsulés forment des systèmes capables de capturer l'énergie et les nutriments pour subir une croissance par polymérisation catalysée. Étant donné un cyclage continu sur des périodes de temps étendues, de tels processus combinatoires donneront naissance à des systèmes moléculaires ayant les propriétés fondamentales de la vie.

@article{doi103390life5010872,
    author = "Damer, Bruce et Deamer, David W.",
    title = "Phases couplés et sélection combinatoire dans des réservoirs hydrothermaux fluctuants : un scénario pour guider les approches expérimentales sur l'origine de la vie cellulaire",
    year = "2015",
    journal = "Life",
    abstract = {Les champs hydrothermaux sur la Terre prébiotique sont des environnements candidats pour l'abiogenèse. Nous proposons un modèle dans lequel les systèmes moléculaires entraînés par des cycles d'hydratation et de déshydratation dans de tels sites subissent une évolution chimique dans des films déshydratés sur des surfaces minérales, suivis d'une encapsulation et d'une sélection combinatoire dans une phase massive hydratée. La phase déshydratée peut consister en des mélanges eutectiques concentrés ou des matrices cristallines liquides multilamellaires. Les deux conditions organisent et concentrent les monomères potentiels et favorisent ainsi les réactions de polymérisation qui sont entraînées par une activité réduite de l'eau dans la phase déshydratée. Dans le cas de matrices lipidiques multilamellaires, les polymères synthétisés sont capturés dans des vésicules lipidiques lors de la réhydratation pour produire une variété de systèmes moléculaires. Chaque vésicule représente une protocellule, une « expérience » dans une version naturelle de la chimie combinatoire. Deux types de processus sélectifs peuvent alors se produire. Le premier est un processus physique dans lequel les systèmes moléculaires relativement stables seront préférentiellement sélectionnés. Le second est un processus chimique dans lequel des combinaisons rares de polymères encapsulés forment des systèmes capables de capturer l'énergie et les nutriments pour subir une croissance par polymérisation catalysée. Étant donné un cyclage continu sur des périodes de temps étendues, de tels processus combinatoires donneront naissance à des systèmes moléculaires ayant les propriétés fondamentales de la vie.},
    url = "https://doi.org/10.3390/life5010872",
    doi = "10.3390/life5010872",
    openalex = "W1993942594",
    references = "doi101007s1108400791132, doi101073pnas1117774109"
}

Depuis les 70 dernières années, les chimistes prébiotiques ont été très réussis dans la synthèse des molécules de la vie, des acides aminés aux nucléotides. Pourtant, il existe une ressemblance étonnamment faible entre une grande partie de cette chimie et les voies métaboliques des cellules, en termes de substrats, catalyseurs et voies de synthèse. En revanche, les cheminées hydrothermales alcalines offrent des conditions similaires à celles exploitées par les autotrophes modernes, mais il y a eu peu de preuves expérimentales que de telles conditions puissent conduire à la chimie prébiotique. Dans l'Hadéen, en l'absence d'oxygène, les cheminées alcalines sont proposées pour avoir agi comme des réacteurs d'écoulement électrochimiques, dans lesquels des fluides alcalins saturés en H2 se sont mélangés à des eaux océaniques relativement acides riches en CO2, à travers un labyrinthe de micropores interconnectés avec des parois minérales inorganiques fines contenant des minéraux catalytiques Fe(Ni)S. La différence de pH à travers ces barrières fines a produit des gradients de protons naturels avec une magnitude et une polarité équivalentes à la force proton-motrice requise pour la fixation du carbone chez les bactéries et archées existantes. Comment de tels gradients ont pu alimenter la réduction du carbone ou le flux d'énergie avant l'avènement des protocellules organiques avec des gènes et des protéines est inconnu. Les travaux de la dernière décennie suggèrent plusieurs hypothèses possibles qui sont actuellement testées dans des expériences de laboratoire, des observations de terrain et des reconstructions phylogénétiques du métabolisme ancestral. Nous analysons les différences perplexes dans le métabolisme du carbone et de l'énergie chez les archées méthanogènes et les bactéries acétogènes pour proposer un mécanisme ancestral possible de réduction du CO2 dans les cheminées hydrothermales alcalines. Basé sur ce mécanisme, nous montrons que l'évolution de la pompe ionique active aurait pu conduire à la divergence profonde des bactéries et des archées.

@article{doi101089ast20151406,
    author = "Sojo, Víctor et Herschy, Barry et Whicher, Alexandra et Camprubí, Eloi et Lane, Nick",
    title = "The Origin of Life in Alkaline Hydrothermal Vents",
    year = "2016",
    journal = "Astrobiology",
    abstract = "Depuis les 70 dernières années, les chimistes prébiotiques ont été très réussis dans la synthèse des molécules de la vie, des acides aminés aux nucléotides. Pourtant, il existe une ressemblance étonnamment faible entre une grande partie de cette chimie et les voies métaboliques des cellules, en termes de substrats, catalyseurs et voies de synthèse. En revanche, les cheminées hydrothermales alcalines offrent des conditions similaires à celles exploitées par les autotrophes modernes, mais il y a eu peu de preuves expérimentales que de telles conditions puissent conduire à la chimie prébiotique. Dans l'Hadéen, en l'absence d'oxygène, les cheminées alcalines sont proposées pour avoir agi comme des réacteurs d'écoulement électrochimiques, dans lesquels des fluides alcalins saturés en H2 se sont mélangés à des eaux océaniques relativement acides riches en CO2, à travers un labyrinthe de micropores interconnectés avec des parois minérales inorganiques fines contenant des minéraux catalytiques Fe(Ni)S. La différence de pH à travers ces barrières fines a produit des gradients de protons naturels avec une magnitude et une polarité équivalentes à la force proton-motrice requise pour la fixation du carbone chez les bactéries et archées existantes. Comment de tels gradients ont pu alimenter la réduction du carbone ou le flux d'énergie avant l'avènement des protocellules organiques avec des gènes et des protéines est inconnu. Les travaux de la dernière décennie suggèrent plusieurs hypothèses possibles qui sont actuellement testées dans des expériences de laboratoire, des observations de terrain et des reconstructions phylogénétiques du métabolisme ancestral. Nous analysons les différences perplexes dans le métabolisme du carbone et de l'énergie chez les archées méthanogènes et les bactéries acétogènes pour proposer un mécanisme ancestral possible de réduction du CO2 dans les cheminées hydrothermales alcalines. Basé sur ce mécanisme, nous montrons que l'évolution de la pompe ionique active aurait pu conduire à la divergence profonde des bactéries et des archées.",
    url = "https://doi.org/10.1089/ast.2015.1406",
    doi = "10.1089/ast.2015.1406",
    openalex = "W2267335000",
    references = "doi101002bies200900131, doi101007bf01140180"
}

Résumé Comment et où la vie sur Terre est-elle apparue ? À ce jour, divers environnements ont été proposés comme sites plausibles pour l'origine de la vie. Cependant, les discussions se sont concentrées sur une étape limitée de l'évolution chimique, ou l'émergence d'une fonction chimique spécifique des systèmes proto-biologiques. Il reste incertain quelles situations géochimiques pourraient conduire toutes les étapes de l'évolution chimique, allant de la condensation de composés inorganiques simples à l'émergence de systèmes autosuffisants évolutifs vers des systèmes biologiques modernes. Dans cette revue, nous résumons les résultats expérimentaux et théoriques rapportés pour la chimie prébiotique pertinents à ce sujet, y compris la disponibilité des éléments biologiquement essentiels (N et P) sur la Terre hadéenne, la synthèse abiotique des briques de la vie (acides aminés, peptides, ribose, nucléobases, acides gras, nucléotides et oligonucléotides), leur polymérisation en bio-macromolécules (peptides et oligonucléotides), et l'émergence de fonctions biologiques de réplication et de compartimentation. Les résumés indiquent que la complétion de l'évolution chimique nécessite au moins huit conditions réactionnelles de (1) phase gazeuse réductrice, (2) pH alcalin, (3) température de congélation, (4) eau douce, (5) cycle sec/humide, (6) couplage avec des réactions à haute énergie, (7) cycle de chauffage-refroidissement dans l'eau, et (8) apport extraterrestre des briques de la vie et des nutriments réactifs. La nécessité de ces conditions mutuellement exclusives indique clairement que l'origine de la vie n'a pas eu lieu dans un seul cadre ; plutôt, elle a nécessité des environnements hautement diversifiés et dynamiques connectés entre eux pour permettre le transport interne des produits et réactifs de réaction par circulation fluide. Les recherches expérimentales futures qui imitent les conditions du modèle proposé sont susceptibles de fournir des contraintes supplémentaires sur les processus et mécanismes pour l'origine de la vie.

@article{doi101016jgsf201707007,
    author = "Kitadai, N. et Maruyama, S.",
    title = "Origines des briques de la vie : une revue",
    year = "2017",
    journal = "Geoscience Frontiers",
    abstract = "Résumé Comment et où la vie sur Terre est-elle apparue ? À ce jour, divers environnements ont été proposés comme sites plausibles pour l'origine de la vie. Cependant, les discussions se sont concentrées sur une étape limitée de l'évolution chimique, ou l'émergence d'une fonction chimique spécifique des systèmes proto-biologiques. Il reste incertain quelles situations géochimiques pourraient conduire toutes les étapes de l'évolution chimique, allant de la condensation de composés inorganiques simples à l'émergence de systèmes autosuffisants évolutifs vers des systèmes biologiques modernes. Dans cette revue, nous résumons les résultats expérimentaux et théoriques rapportés pour la chimie prébiotique pertinents à ce sujet, y compris la disponibilité des éléments biologiquement essentiels (N et P) sur la Terre hadéenne, la synthèse abiotique des briques de la vie (acides aminés, peptides, ribose, nucléobases, acides gras, nucléotides et oligonucléotides), leur polymérisation en bio-macromolécules (peptides et oligonucléotides), et l'émergence de fonctions biologiques de réplication et de compartimentation. Les résumés indiquent que la complétion de l'évolution chimique nécessite au moins huit conditions réactionnelles de (1) phase gazeuse réductrice, (2) pH alcalin, (3) température de congélation, (4) eau douce, (5) cycle sec/humide, (6) couplage avec des réactions à haute énergie, (7) cycle de chauffage-refroidissement dans l'eau, et (8) apport extraterrestre des briques de la vie et des nutriments réactifs. La nécessité de ces conditions mutuellement exclusives indique clairement que l'origine de la vie n'a pas eu lieu dans un seul cadre ; plutôt, elle a nécessité des environnements hautement diversifiés et dynamiques connectés entre eux pour permettre le transport interne des produits et réactifs de réaction par circulation fluide. Les recherches expérimentales futures qui imitent les conditions du modèle proposé sont susceptibles de fournir des contraintes supplémentaires sur les processus et mécanismes pour l'origine de la vie.",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.gsf.2017.07.007",
    doi = "10.1016/J.GSF.2017.07.007",
    is_oa = "true",
    number = "4",
    pages = "1117-1153",
    semanticscholar_citation_count = "349",
    semanticscholar_id = "b0926c65e24d5418043226bdf1055eaf2178a79e",
    volume = "9"
}

L'émergence d'une coopération fonctionnelle entre les trois principales classes de biomolécules - acides nucléiques, peptides et lipides - définit la vie au niveau moléculaire. Cependant, la manière dont de tels systèmes moléculaires mutuellement interdépendants sont apparus à partir de la chimie prébiotique reste un mystère. Une hypothèse clé, formulée par Crick, Orgel et Woese il y a plus de 40 ans, postule que la vie primitive devait être plus simple. Plus précisément, elle propose qu'une biologie primordiale précoce manquait de protéines et d'ADN, mais reposait plutôt sur l'ARN comme biopolymère clé responsable non seulement du stockage et de la propagation de l'information génétique, mais aussi de la catalyse, c'est-à-dire du métabolisme. En effet, il existe des preuves convaincantes d'un tel « monde à l'ARN », notamment dans la structure du ribosome en tant que fossile moléculaire probable de cette époque. Néanmoins, on peut légitimement se demander si l'ARN seul serait à la hauteur de la tâche. D'un point de vue purement chimique, l'ARN est une molécule de composition plutôt uniforme, avec les quatre bases composant des hétérocycles organiques de taille similaire et de polarité et valeurs de pK a comparables. Ainsi, les molécules d'ARN couvrent une gamme beaucoup plus étroite de propriétés stériques, électroniques et physicochimiques que, par exemple, les 20 chaînes latérales d'acides aminés des protéines. Dans cet article, nous examinerons le potentiel fonctionnel de l'ARN (et d'autres acides nucléiques) en ce qui concerne l'autoréplication, la catalyse et l'assemblage en entités protocellulaires simples.

@article{doi101017s0033583517000038,
    author = "Wachowius, Falk et Attwater, James et Holliger, Philipp",
    title = "Acides nucléiques : fonction et potentiel pour l'abiogenèse",
    year = "2017",
    journal = "Quarterly Reviews of Biophysics",
    abstract = "L'émergence d'une coopération fonctionnelle entre les trois principales classes de biomolécules - acides nucléiques, peptides et lipides - définit la vie au niveau moléculaire. Cependant, la manière dont de tels systèmes moléculaires mutuellement interdépendants sont apparus à partir de la chimie prébiotique reste un mystère. Une hypothèse clé, formulée par Crick, Orgel et Woese il y a plus de 40 ans, postule que la vie primitive devait être plus simple. Plus précisément, elle propose qu'une biologie primordiale précoce manquait de protéines et d'ADN, mais reposait plutôt sur l'ARN comme biopolymère clé responsable non seulement du stockage et de la propagation de l'information génétique, mais aussi de la catalyse, c'est-à-dire du métabolisme. En effet, il existe des preuves convaincantes d'un tel « monde à l'ARN », notamment dans la structure du ribosome en tant que fossile moléculaire probable de cette époque. Néanmoins, on peut légitimement se demander si l'ARN seul serait à la hauteur de la tâche. D'un point de vue purement chimique, l'ARN est une molécule de composition plutôt uniforme, avec les quatre bases composant des hétérocycles organiques de taille similaire et de polarité et valeurs de pK a comparables. Ainsi, les molécules d'ARN couvrent une gamme beaucoup plus étroite de propriétés stériques, électroniques et physicochimiques que, par exemple, les 20 chaînes latérales d'acides aminés des protéines. Dans cet article, nous examinerons le potentiel fonctionnel de l'ARN (et d'autres acides nucléiques) en ce qui concerne l'autoréplication, la catalyse et l'assemblage en entités protocellulaires simples.",
    url = "https://doi.org/10.1017/s0033583517000038",
    doi = "10.1017/s0033583517000038",
    openalex = "W2599712977",
    references = "doi1010079781461251903, doi1010160092867482904147, doi1010160092867483901174, doi101016jcell200902009, doi101016jcell201403008, doi101038171737a0, doi101038319618a0, doi101038346818a0, doi101038nmeth2893, doi101126science2200121, doi101126science2895481905"
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@article{doi101038s415700160012,
    author = "Sutherland, John D.",
    title = "Opinion: Études sur l'origine de la vie — la fin du commencement",
    year = "2017",
    journal = "Nature Reviews Chemistry",
    url = "https://doi.org/10.1038/s41570-016-0012",
    doi = "10.1038/s41570-016-0012",
    openalex = "W2575357040",
    references = "doi101002anie201506585, doi101016009286749190082a, doi101016s0022283667800378, doi101038nchem2202, doi101038nmicrobiol2016116, doi101073pnas1019191108, doi101089ast20151406, doi101093acprofoso97801985072600010001, doi101098rsob130156, doi101126science1173046528, doi101126scienceaac6103"
}

À un certain moment de l'évolution précoce, la vie est devenue cellulaire. En supposant que cette étape était nécessaire à l'origine de la vie, il y aurait nécessairement une source préexistante de composés amphiphiles capables de s'assembler en compartiments membranaires. Il est possible de faire des hypothèses éclairées sur les propriétés de tels composés et les conditions les plus favorables à leur auto-assemblage en structures de bordure. Les membranes ont probablement incorporé des mélanges de dérivés hydrocarbonés d'une longueur comprise entre 10 et 20 carbones avec des groupes tête carboxylate ou hydroxyle. De tels composés peuvent être synthétisés par des réactions chimiques et de petites quantités étaient presque certainement présentes dans l'environnement prébiotique. L'assemblage des membranes se produit le plus facilement dans des solutions de faible force ionique avec un contenu minimal en sel et en cations divalents, ce qui suggère que la vie cellulaire a commencé dans des étangs d'eau douce associés à des îles volcaniques plutôt que dans des cheminées hydrothermales sous-marines.

@article{doi103390life7010005,
    author = "Deamer, David W.",
    title = "The Role of Lipid Membranes in Life's Origin",
    year = "2017",
    journal = "Life",
    abstract = "At some point in early evolution, life became cellular. Assuming that this step was required for the origin of life, there would necessarily be a pre-existing source of amphihilic compounds capable of assembling into membranous compartments. It is possible to make informed guesses about the properties of such compounds and the conditions most conducive to their self-assembly into boundary structures. The membranes were likely to incorporate mixtures of hydrocarbon derivatives between 10 and 20 carbons in length with carboxylate or hydroxyl head groups. Such compounds can be synthesized by chemical reactions and small amounts were almost certainly present in the prebiotic environment. Membrane assembly occurs most readily in low ionic strength solutions with minimal content of salt and divalent cations, which suggests that cellular life began in fresh water pools associated with volcanic islands rather than submarine hydrothermal vents.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life7010005",
    doi = "10.3390/life7010005",
    openalex = "W2573268563",
    references = "doi101073pnas1117774109, doi103390life5021239"
}

Les modèles d'origine de la vie basés sur des « assemblages énergisés de blocs de construction » sont intrinsèquement insoutenables. Cela découle fondamentalement du fait que tout système vivant se trouve dans un état physique extrêmement loin de l'équilibre, une condition qu'il doit lui-même construire et maintenir. Cela implique à son tour qu'il doit effectuer toutes ses transformations moléculaires – obligatoirement celles qui convertissent, et créent ainsi, des déséquilibres – en utilisant des machines macromoléculaires mécano-chimiques spécifiques à chaque cas. La chimie des solutions par action de masse est tout à fait incapable de réaliser cela. Nous soutenons dans la partie 2 de cette série que cette dépendance inhérente de la vie envers les machines macromoléculaires convertissant les déséquilibres constitue également une exigence obligatoire pour la vie à son émergence. Par conséquent, la vie a dû être lancée par le fonctionnement de machines macromoléculaires abiotiques pilotées par des déséquilibres abiotiques, mais spécifiquement « semblables à la vie », empruntés à des précipités minéraux chimiquement et physiquement actifs. Les modèles fondés sur les idées de « chimie dans un sac », quelle que soit leur énergie, ne devraient pas être considérés.

@article{branscomb2018frankenstein,
    author = "Branscomb, Elbert et Russell, Michael J.",
    title = "Frankenstein ou une cheminée alcaline sous-marine : Qui est responsable de l'abiogenèse ?",
    year = "2018",
    journal = "BioEssays",
    abstract = "Les modèles d'origine de la vie basés sur des « assemblages énergisés de blocs de construction » sont intrinsèquement insoutenables. Cela découle fondamentalement du fait que tout système vivant se trouve dans un état physique extrêmement loin de l'équilibre, une condition qu'il doit lui-même construire et maintenir. Cela implique à son tour qu'il doit effectuer toutes ses transformations moléculaires – obligatoirement celles qui convertissent, et créent ainsi, des déséquilibres – en utilisant des machines macromoléculaires mécano-chimiques spécifiques à chaque cas. La chimie des solutions par action de masse est tout à fait incapable de réaliser cela. Nous soutenons dans la partie 2 de cette série que cette dépendance inhérente de la vie envers les machines macromoléculaires convertissant les déséquilibres constitue également une exigence obligatoire pour la vie à son émergence. Par conséquent, la vie a dû être lancée par le fonctionnement de machines macromoléculaires abiotiques pilotées par des déséquilibres abiotiques, mais spécifiquement « semblables à la vie », empruntés à des précipités minéraux chimiquement et physiquement actifs. Les modèles fondés sur les idées de « chimie dans un sac », quelle que soit leur énergie, ne devraient pas être considérés.",
    url = "https://doi.org/10.1002/bies.201700179",
    doi = "10.1002/bies.201700179",
    number = "7",
    openalex = "W2884939984",
    volume = "40",
    references = "doi101002bies200900131, doi101016jchembiol201303012, doi101016s000634950076615x, doi101016s000634959381035x, doi101016s0168644503000482, doi101021cr2004844, doi101038s415700160012, doi101073pnas1117774109, doi101088003448857512126001, doi101098rsob130156"
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Les modèles d'origine de la vie basés sur des « assemblages énergisés de blocs de construction » sont insoutenables en principe. C'est fondamentalement une conséquence du fait que tout système vivant se trouve dans un état physique extrêmement loin de l'équilibre, une condition qu'il doit lui-même construire et maintenir. Cela nécessite à son tour qu'il effectue toutes ses transformations moléculaires - obligatoirement celles qui convertissent, et créent ainsi, des déséquilibres - en utilisant des machines macromoléculaires mécano-chimiques spécifiques à chaque cas. La chimie des solutions par action de masse est tout à fait incapable de faire cela. Nous soutenons dans la partie 2 de cette série que cette dépendance inhérente de la vie envers des machines macromoléculaires convertissant les déséquilibres est également une exigence obligatoire pour la vie à son émergence. Par conséquent, la vie a dû être lancée par le fonctionnement de machines macromoléculaires abiotiques pilotées par des déséquilibres abiotiques, mais spécifiquement « semblables à la vie », empruntés à des précipités minéraux qui sont chimiquement et physiquement actifs. Les modèles fondés sur des idées de « chimie dans un sac », quelle que soit leur énergie, ne devraient pas être considérés.

@article{doi101002bies201700179,
    author = "Branscomb, Elbert and Russell, Michael J",
    title = "Frankenstein or a Submarine Alkaline Vent: Who Is Responsible for Abiogenesis?: Part 1: What is life-that it might create itself?",
    year = "2018",
    journal = "BioEssays: news and reviews in molecular, cellular and developmental biology",
    abstract = {Origin of life models based on "energized assemblages of building blocks" are untenable in principle. This is fundamentally a consequence of the fact that any living system is in a physical state that is extremely far from equilibrium, a condition it must itself build and sustain. This in turn requires that it carries out all of its molecular transformations-obligatorily those that convert, and thereby create, disequilibria-using case-specific mechanochemical macromolecular machines. Mass-action solution chemistry is quite unable to do this. We argue in Part 2 of this series that this inherent dependence of life on disequilibria-converting macromolecular machines is also an obligatory requirement for life at its emergence. Therefore, life must have been launched by the operation of abiotic macromolecular machines driven by abiotic, but specifically "life-like", disequilibria, coopted from mineral precipitates that are chemically and physically active. Models grounded in "chemistry-in-a-bag" ideas, however energized, should not be considered.},
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29870581/",
    doi = "10.1002/bies.201700179",
    openalex = "W2884939984",
    pmid = "29870581",
    references = "doi101002bies200900131, doi101016jchembiol201303012, doi101016s000634950076615x, doi101016s000634959381035x, doi101016s0168644503000482, doi101021cr2004844, doi101038s415700160012, doi101073pnas1117774109, doi101088003448857512126001, doi101098rsob130156"
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Nous avons soutenu dans la première partie de cette série que, puisque tous les systèmes vivants sont des assemblages dynamiques de matière extrêmement loin de l'équilibre, ils doivent nécessairement être entraînés vers cet état par la conversion de déséquilibres externes chimiquement spécifiques en déséquilibres internes spécifiques. De telles conversions nécessitent des moteurs macromoléculaires spécifiques à une tâche. Nous soutenons ici que la même chose est non seulement vraie pour la vie à son émergence ; c'est la cause permettant cette émergence ; bien que dans ce cas, les déséquilibres externes moteurs et les moteurs de conversion nécessaires aient dû être abiotes. Nous soutenons en outre que la première étape de l'émergence de la vie ne peut créer qu'une « graine » extrêmement simple hors équilibre à partir de laquelle toute la complexité de la vie doit ensuite se développer. Nous affirmons que cette complexité se développe de manière incrémentale et progressive, chaque étape étant testée pour sa valeur ajoutée « en vol ». Et nous faisons valoir que seul le modèle de cheminée hydrothermale alcaline sous-marine (AHV) a le potentiel de satisfaire ces exigences.

@article{doi101002bies201700182,
    author = "Branscomb, Elbert and Russell, Michael J",
    title = "Frankenstein or a Submarine Alkaline Vent: Who is Responsible for Abiogenesis?: Part 2: As life is now, so it must have been in the beginning.",
    year = "2018",
    journal = "BioEssays: news and reviews in molecular, cellular and developmental biology",
    abstract = {We argued in Part 1 of this series that because all living systems are extremely far-from-equilibrium dynamic confections of matter, they must necessarily be driven to that state by the conversion of chemically specific external disequilibria into specific internal disequilibria. Such conversions require task-specific macromolecular engines. We here argue that the same is not only true of life at its emergence; it is the enabling cause of that emergence; although here the external driving disequilibria, and the conversion engines needed must have been abiotic. We argue further that the initial step in life's emergence can only create an extremely simple non-equilibrium "seed" from which all the complexity of life must then develop. We assert that this complexity develops incrementally and progressively, each step tested for value added "in flight." And we make the case that only the submarine alkaline hydrothermal vent (AHV) model has the potential to satisfy these requirements.},
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29974482/",
    doi = "10.1002/bies.201700182",
    openalex = "W2855186055",
    pmid = "29974482",
    references = "doi101016jgca200511008, doi101016s0010854598002161, doi10103835084000, doi10103835089509, doi10103846972, doi101038nature11871, doi101073pnas9083334, doi101098rstb20061881, doi101126science1102556, doi101144gsjgs15430377"
}

La vie est ce qui se reproduit et évolue, mais il n'existe pas de consensus sur la manière dont la vie est apparue. Nous défendons une approche de la protobiologie des systèmes, selon laquelle les premiers réplicateurs étaient des assemblages d'amphiphiles hétérogènes, s'accumulant spontanément et majoritairement non canoniques. Cette vision est étayée par des simulations rigoureuses de cinétique chimique du modèle de domaine de réplication par autocatalyse graduée (GARD), reposant sur l'idée que la réplication ou la reproduction de l'information compositionnelle a précédé celle de l'information séquentielle. Le GARD révèle l'émergence d'assemblages privilégiés hors équilibre (composomes), qui illustrent une croissance homéostatique (préservant la concentration) basée sur la catalyse. Un tel processus, associé à une fission occasionnelle des assemblages, incarne une reproduction de type cellulaire. L'évolution pré-RNA du GARD est attestée par la sélection de différents composomes au sein d'un paysage de fitness clairsemé, en réponse à des changements chimiques environnementaux. Ces observations réfutent les affirmations selon lesquelles les assemblages du GARD (ou d'autres réseaux mutuellement catalytiques dans le scénario du métabolisme en premier) ne peuvent pas évoluer. Les composomes représentent à la fois un génotype et un phénotype sélectionnable, antécedant la biologie actuelle où les deux sont majoritairement séparés. Des analyses détaillées du GARD montrent des transitions de type attracteur d'assemblages aléatoires vers des composomes auto-organisés, avec une variation d'entropie négative, établissant ainsi les composomes comme des systèmes dissipatifs — des marqueurs de la vie. Nous présentons une nouvelle version préliminaire de notre modèle, le GARD métabolique (M-GARD), dans lequel les modifications covalentes lipidiques sont orchestrées par des catalyseurs lipidiques non enzymatiques, eux-mêmes reproduits compositionnellement. Le M-GARD comble le vide de l'absence de métabolisme véritable dans le GARD de base et est soutenue par un exemple expérimental publié d'un réseau mutuellement catalytique à base de lipides. Anticipant les progrès à grande échelle de la dynamique moléculaire à court terme, le M-GARD est destiné à décrire quantitativement des protocellules élaborées, avec une reproduction orchestrée à la fois de la bicouche lipidique et du contenu luminal. Enfin, une analyse du GARD dans un contexte planétaire offre le potentiel d'estimer la probabilité d'émergence de la vie. L'examen du GARD revitalisé présenté dans cette revue renforce la validité des ensembles autocatalytiques comme un scénario d'évolution primitive authentique et fournit une infrastructure essentielle pour un changement de paradigme vers une approche de la protobiologie des systèmes de l'origine de la vie.

@article{doi101098rsif20180159,
    author = "Lancet, Doron et Zidovetzki, Raphael et Markovitch, Omer",
    title = "Protobiologie des systèmes : origine de la vie dans les réseaux catalytiques lipidiques",
    year = "2018",
    journal = "Journal of The Royal Society Interface",
    abstract = "La vie est ce qui se reproduit et évolue, mais il n'existe pas de consensus sur la manière dont la vie est apparue. Nous défendons une approche de la protobiologie des systèmes, selon laquelle les premiers réplicateurs étaient des assemblages d'amphiphiles hétérogènes, s'accumulant spontanément et majoritairement non canoniques. Cette vision est étayée par des simulations rigoureuses de cinétique chimique du modèle de domaine de réplication par autocatalyse graduée (GARD), reposant sur l'idée que la réplication ou la reproduction de l'information compositionnelle a précédé celle de l'information séquentielle. Le GARD révèle l'émergence d'assemblages privilégiés hors équilibre (composomes), qui illustrent une croissance homéostatique (préservant la concentration) basée sur la catalyse. Un tel processus, associé à une fission occasionnelle des assemblages, incarne une reproduction de type cellulaire. L'évolution pré-RNA du GARD est attestée par la sélection de différents composomes au sein d'un paysage de fitness clairsemé, en réponse à des changements chimiques environnementaux. Ces observations réfutent les affirmations selon lesquelles les assemblages du GARD (ou d'autres réseaux mutuellement catalytiques dans le scénario du métabolisme en premier) ne peuvent pas évoluer. Les composomes représentent à la fois un génotype et un phénotype sélectionnable, antécedant la biologie actuelle où les deux sont majoritairement séparés. Des analyses détaillées du GARD montrent des transitions de type attracteur d'assemblages aléatoires vers des composomes auto-organisés, avec une variation d'entropie négative, établissant ainsi les composomes comme des systèmes dissipatifs — des marqueurs de la vie. Nous présentons une nouvelle version préliminaire de notre modèle, le GARD métabolique (M-GARD), dans lequel les modifications covalentes lipidiques sont orchestrées par des catalyseurs lipidiques non enzymatiques, eux-mêmes reproduits compositionnellement. Le M-GARD comble le vide de l'absence de métabolisme véritable dans le GARD de base et est soutenue par un exemple expérimental publié d'un réseau mutuellement catalytique à base de lipides. Anticipant les progrès à grande échelle de la dynamique moléculaire à court terme, le M-GARD est destiné à décrire quantitativement des protocellules élaborées, avec une reproduction orchestrée à la fois de la bicouche lipidique et du contenu luminal. Enfin, une analyse du GARD dans un contexte planétaire offre le potentiel d'estimer la probabilité d'émergence de la vie. L'examen du GARD revitalisé présenté dans cette revue renforce la validité des ensembles autocatalytiques comme un scénario d'évolution primitive authentique et fournit une infrastructure essentielle pour un changement de paradigme vers une approche de la protobiologie des systèmes de l'origine de la vie.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rsif.2018.0159",
    doi = "10.1098/rsif.2018.0159",
    openalex = "W2884452513",
    references = "doi101016jchembiol201303012, doi101038s415700160012, doi105860choice462052"
}

Korenaga et ses collègues ont présenté des preuves suggérant que le manteau terrestre était sec et que l'eau remplissait l'océan jusqu'à deux fois son volume actuel il y a 4,3 milliards d'années. Le dioxyde de carbone était constamment émis lors de l'activité volcanique mafique à ultramafique associée aux panaches magmatiques qui ont produit une croûte océanique épaisse, dense et relativement stable. Dans ce contexte, deux types distincts et majeurs de sources hydrothermales sous-marines étaient actifs : des sources acides d'environ 400 °C, dont les effluents transportaient d'immenses quantités de fer dans l'océan, et des sources d'environ 120 °C, hautement alcalines et réduites, émettant depuis la croûte plus froide et serpentinisante située à une certaine distance des têtes des panaches. Lors de la rencontre avec les effluents alcalins, le fer provenant des sources des têtes de panache précipitait, formant des monticules probablement entourés de dépôts exhalatifs volumineux similaires aux formations de fer bandé connu de l'Archéen. Ces monticules et les sédiments environnants, composés de micro- ou nanocristaux de l'oxyhydroxyde à valence variable Fe II /Fe III connu sous le nom de rouille verte, précipitaient. La précipitation de la rouille verte, ainsi que les sulfures de fer secondaires et les faibles concentrations de nickel, cobalt et molybdène dans l'environnement des sources alcalines, ont peut-être établi à la fois les déséquilibres bio-syntoniques clés et les moyens de les exploiter correctement - les éléments nécessaires pour réaliser les transitions essentielles de l'inanimé à l'animé qui ont lancé la vie. Plus spécifiquement, dans le modèle de source hydrothermale alcaline sous-marine pour l'émergence de la vie, il est d'abord suggéré que les micro- et nanocristaux de rouille verte flexibles redox ont spontanément précipité pour former des barrières empêchant le mélange complet de l'océan carbonique et des fluides hydrothermaux alcalins. Ces barrières ont créé et maintenu de forts déséquilibres ioniques. Deuxièmement, les intercalaires hydratés de la rouille verte ont agi comme des moteurs alimentés par ces déséquilibres ioniques et ont conduit des réactions endergoniques essentielles. Là, aidés par des sulfures et des éléments traces agissant comme promoteurs catalytiques et agents de transfert d'électrons, le nitrate pouvait être réduit en ammoniac et le dioxyde de carbone en formiate, tandis que le méthane pouvait être oxydé en groupes méthyle et formyle. L'acétate et les acides carboxyliques supérieurs pouvaient ensuite être produits à partir de ces molécules C1 et aminés en acides aminés, puis oligomérisés pour offrir des nids peptidiques au phosphate et aux sulfures de fer, et sécrétés pour former des structures primitives limitées par amyloïde, menant peut-être à des protocellules.

@article{doi103390life8030035,
    author = "Russell, Michael J.",
    title = "Green Rust: The Simple Organizing 'Seed' of All Life?",
    year = "2018",
    journal = "Life",
    abstract = "Korenaga et ses collègues ont présenté des preuves suggérant que le manteau terrestre était sec et que l'eau remplissait l'océan jusqu'à deux fois son volume actuel il y a 4,3 milliards d'années. Le dioxyde de carbone était constamment émis lors de l'activité volcanique mafique à ultramafique associée aux panaches magmatiques qui ont produit une croûte océanique épaisse, dense et relativement stable. Dans ce contexte, deux types distincts et majeurs de sources hydrothermales sous-marines étaient actifs : des sources acides d'environ 400 °C, dont les effluents transportaient d'immenses quantités de fer dans l'océan, et des sources d'environ 120 °C, hautement alcalines et réduites, émettant depuis la croûte plus froide et serpentinisante située à une certaine distance des têtes des panaches. Lors de la rencontre avec les effluents alcalins, le fer provenant des sources des têtes de panache précipitait, formant des monticules probablement entourés de dépôts exhalatifs volumineux similaires aux formations de fer bandé connu de l'Archéen. Ces monticules et les sédiments environnants, composés de micro- ou nanocristaux de l'oxyhydroxyde à valence variable Fe II /Fe III connu sous le nom de rouille verte, précipitaient. La précipitation de la rouille verte, ainsi que les sulfures de fer secondaires et les faibles concentrations de nickel, cobalt et molybdène dans l'environnement des sources alcalines, ont peut-être établi à la fois les déséquilibres bio-syntoniques clés et les moyens de les exploiter correctement - les éléments nécessaires pour réaliser les transitions essentielles de l'inanimé à l'animé qui ont lancé la vie. Plus spécifiquement, dans le modèle de source hydrothermale alcaline sous-marine pour l'émergence de la vie, il est d'abord suggéré que les micro- et nanocristaux de rouille verte flexibles redox ont spontanément précipité pour former des barrières empêchant le mélange complet de l'océan carbonique et des fluides hydrothermaux alcalins. Ces barrières ont créé et maintenu de forts déséquilibres ioniques. Deuxièmement, les intercalaires hydratés de la rouille verte ont agi comme des moteurs alimentés par ces déséquilibres ioniques et ont conduit des réactions endergoniques essentielles. Là, aidés par des sulfures et des éléments traces agissant comme promoteurs catalytiques et agents de transfert d'électrons, le nitrate pouvait être réduit en ammoniac et le dioxyde de carbone en formiate, tandis que le méthane pouvait être oxydé en groupes méthyle et formyle. L'acétate et les acides carboxyliques supérieurs pouvaient ensuite être produits à partir de ces molécules C1 et aminés en acides aminés, puis oligomérisés pour offrir des nids peptidiques au phosphate et aux sulfures de fer, et sécrétés pour former des structures primitives limitées par amyloïde, menant peut-être à des protocellules.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life8030035",
    doi = "10.3390/life8030035",
    openalex = "W2889035376",
    references = "branscomb2018frankenstein, doi101002bies201700179, doi101002bies201700182, doi101002j146020751982tb01276x, doi101016000926149500905j, doi101016jtim200411006, doi101021cr068037a, doi10103846972, doi101038nrmicro2415, doi101088003448857512126001, doi101126science1153213, doi101126science2434996, doi101126science2775326653"
}

@article{cartwright2019the,
    author = "Cartwright, Julyan H. E. et Russell, Michael J.",
    title = "L'origine de la vie : la théorie des sources hydrothermales alcalines sous-marines à 30 ans",
    year = "2019",
    journal = "Interface Focus",
    url = "https://doi.org/10.1098/rsfs.2019.0104",
    doi = "10.1098/rsfs.2019.0104",
    number = "6",
    openalex = "W2981187779",
    pages = "20190104",
    volume = "9",
    references = "doi101001archinte196103620040143016, doi101007bf00160147, doi101021acschemrev5b00014, doi101021acsinorgchem5b02157, doi101039b708995c, doi101144gsjgs15430377, doi1023072092944, doi103390life7020013, doi103390life8030035, doi107551mitpress110680010001"
}

Résumé L'objectif de cet article est de fournir au lecteur un aperçu des différents scénarios possibles pour l'émergence de la vie, de les évaluer de manière critique et, selon les conclusions que nous tirons, d'analyser si des processus similaires auraient pu favoriser des origines indépendantes de la vie sur les plusieurs lunes glacées du Système solaire. Au lieu de proposer directement un berceau concret et sans équivoque de la vie sur Terre, nous nous concentrons sur la description des différentes conditions qui sont probablement nécessaires pour la transition entre le non-vivant et le vivant. Nous abordons ce sujet sous des perspectives géologiques, biologiques et chimiques dans le but de fournir des réponses de manière intégrée. Nous réfléchissons aux hypothèses d'origine les plus importantes et évaluons si elles correspondent aux exigences abiogéniques susmentionnées. Sur la base des conclusions extraites, nous examinons si les conditions pour l'abiogenèse sont/étaient remplies sur l'une des lunes glacées océaniques.

@article{doi101007s1121401906248,
    author = "Camprubí, Eloi et de Leeuw, J.W. et House, Christopher H. et Raulin, F. et Russell, Michael J. et Spang, Anja et Tirumalai, Madhan R. et Westall, Francès",
    title = "The Emergence of Life",
    year = "2019",
    journal = "Space Science Reviews",
    abstract = "Résumé L'objectif de cet article est de fournir au lecteur un aperçu des différents scénarios possibles pour l'émergence de la vie, de les évaluer de manière critique et, selon les conclusions que nous tirons, d'analyser si des processus similaires auraient pu favoriser des origines indépendantes de la vie sur les plusieurs lunes glacées du Système solaire. Au lieu de proposer directement un berceau concret et sans équivoque de la vie sur Terre, nous nous concentrons sur la description des différentes conditions qui sont probablement nécessaires pour la transition entre le non-vivant et le vivant. Nous abordons ce sujet sous des perspectives géologiques, biologiques et chimiques dans le but de fournir des réponses de manière intégrée. Nous réfléchissons aux hypothèses d'origine les plus importantes et évaluons si elles correspondent aux exigences abiogéniques susmentionnées. Sur la base des conclusions extraites, nous examinons si les conditions pour l'abiogenèse sont/étaient remplies sur l'une des lunes glacées océaniques.",
    url = "https://doi.org/10.1007/s11214-019-0624-8",
    doi = "10.1007/s11214-019-0624-8",
    openalex = "W2996665395",
    references = "doi101002bies201700182, doi101007bf01734359, doi101016009286749390529y, doi101073pnas591110, doi101073pnas74115088, doi101073pnas87124576, doi101126science1173046528, doi101126science1962210, doi101126science2895481905, doi1023072103745, doi103390life8030035, doi105962bhltitle156765, doi105962bhltitle542"
}

Les expériences pionnières d'Urey et Miller ont montré que des molécules cruciales pour la vie, telles que le HCN, auraient pu se former dans l'atmosphère réductrice de la Terre hadéenne puis se dissoudre dans les océans. Par la suite, les partisans de l'hypothèse du « monde à ARN » ont démontré que le HCN aqueux constituait le point de départ pour la formation des précurseurs de l'ARN et des protéines. Cependant, les conditions de la Terre primitive suggèrent que le HCN aqueux aurait dû réagir sous un nombre significatif de contraintes. Par conséquent, compte tenu des conditions limitantes, les précurseurs de l'ARN et des protéines auraient-ils pu tout de même se former à partir de HCN aqueux ? Si oui, quelles voies mécanistiques auraient été suivies ? L'étude computationnelle actuelle, avec l'aide du nanoréacteur ab initio (AINR), un nouvel outil puissant en chimie computationnelle, aborde ces questions cruciales. De manière satisfaisante, non seulement les résultats de l'approche AINR montrent que le HCN aqueux aurait en effet pu être la source des précurseurs de l'ARN et des protéines, mais ils indiquent également que seule l'interaction du HCN avec l'eau aurait suffi pour amorcer une série de réactions menant aux précurseurs. Le travail actuel fournit donc des maillons manquants importants dans l'histoire de la chimie prébiotique et trace la route du HCN aqueux aux précurseurs de l'ARN et des protéines.

@article{doi101021acscentsci9b00520,
    author = "Das, Tamal and Ghule, Siddharth and Vanka, Kumar",
    title = "Insights Into the Origin of Life: Did It Begin from HCN and H 2 O?",
    year = "2019",
    journal = "ACS Central Science",
    abstract = {Les expériences pionnières d'Urey et Miller ont montré que des molécules cruciales pour la vie, telles que le HCN, auraient pu se former dans l'atmosphère réductrice de la Terre hadéenne puis se dissoudre dans les océans. Par la suite, les partisans de l'hypothèse du « monde à ARN » ont démontré que le HCN aqueux constituait le point de départ pour la formation des précurseurs de l'ARN et des protéines. Cependant, les conditions de la Terre primitive suggèrent que le HCN aqueux aurait dû réagir sous un nombre significatif de contraintes. Par conséquent, compte tenu des conditions limitantes, les précurseurs de l'ARN et des protéines auraient-ils pu tout de même se former à partir de HCN aqueux ? Si oui, quelles voies mécanistiques auraient été suivies ? L'étude computationnelle actuelle, avec l'aide du nanoréacteur ab initio (AINR), un nouvel outil puissant en chimie computationnelle, aborde ces questions cruciales. De manière satisfaisante, non seulement les résultats de l'approche AINR montrent que le HCN aqueux aurait en effet pu être la source des précurseurs de l'ARN et des protéines, mais ils indiquent également que seule l'interaction du HCN avec l'eau aurait suffi pour amorcer une série de réactions menant aux précurseurs. Le travail actuel fournit donc des maillons manquants importants dans l'histoire de la chimie prébiotique et trace la route du HCN aqueux aux précurseurs de l'ARN et des protéines.},
    url = "https://doi.org/10.1021/acscentsci.9b00520",
    doi = "10.1021/acscentsci.9b00520",
    openalex = "W2964526464",
    references = "doi1010382151230a0"
}

Nous présentons une hypothèse testable liée à l'origine de la vie sur terre dans laquelle des bassins de sources chaudes volcaniques fluctuants jouent un rôle central. L'hypothèse est basée sur des preuves expérimentales selon lesquelles des polymères encapsulés par des lipides peuvent être synthétisés par des cycles d'hydratation et de déshydratation pour former des protocellules. S'appuyant sur des métaphores issues du bootstrap d'un système d'exploitation informatique simple, nous montrons comment des protocellules passant par des phases humide, sèche et humide soumettent les polymères à une sélection combinatoire et extraient des fonctions structurelles et catalytiques de séquences initialement aléatoires, y compris la stabilisation structurelle, la formation de pores et une activité métabolique primitive. Nous proposons que les protocellules s'agrégeant en un hydrogel lors de la phase humide intermédiaire des cycles humide-sèche représentent un système de progénote primitif. Les populations de progénotes peuvent subir une sélection et une distribution, construire des niches dans de nouveaux environnements et permettre un effet de réseau de partage qui peut collectivement les faire évoluer vers les premières communautés microbiennes. Les expériences de laboratoire et sur le terrain testant les premières étapes du scénario sont résumées. Le scénario est ensuite placé dans un contexte géologique sur la Terre primitive pour suggérer un chemin plausible allant de l'origine de la vie dans des bassins de sources chaudes d'eau douce chimiquement optimaux à l'émergence de communautés microbiennes tolérantes à des conditions plus extrêmes dans des lacs dilués et des conditions salines dans les environnements marins. Une continuité est observée pour la biogenèse, commençant par de simples agrégats de protocellules, passant par la forme transitionnelle du progénote, jusqu'à des tapis microbiens robustes qui laissent des empreintes fossiles de stromatolites si représentatives dans le registre rocheux. Une feuille de route pour les futurs tests de l'hypothèse est présentée. Nous comparons les scénarios de cheminées océaniques et de bassins terrestres pour l'origine de la vie et explorons leurs implications pour l'évolution ultérieure vers la vie multicellulaire telle que les plantes. Nous concluons en utilisant l'hypothèse pour situer où la vie pourrait également avoir émergé dans des habitats tels que Mars ou la lune glacée d'Encelade de Saturne. « Postuler une réaction fortuitement catalysée, peut-être catalysée par un ion métallique, pourrait être raisonnable, mais postuler une série d'entre elles est d'appeler à la magie. » - Leslie Orgel.

@article{doi101089ast20192045,
    author = "Damer, Bruce and Deamer, David W.",
    title = "The Hot Spring Hypothesis for an Origin of Life",
    year = "2019",
    journal = "Astrobiology",
    abstract = {We present a testable hypothesis related to an origin of life on land in which fluctuating volcanic hot spring pools play a central role. The hypothesis is based on experimental evidence that lipid-encapsulated polymers can be synthesized by cycles of hydration and dehydration to form protocells. Drawing on metaphors from the bootstrapping of a simple computer operating system, we show how protocells cycling through wet, dry, and moist phases will subject polymers to combinatorial selection and draw structural and catalytic functions out of initially random sequences, including structural stabilization, pore formation, and primitive metabolic activity. We propose that protocells aggregating into a hydrogel in the intermediate moist phase of wet-dry cycles represent a primitive progenote system. Progenote populations can undergo selection and distribution, construct niches in new environments, and enable a sharing network effect that can collectively evolve them into the first microbial communities. Laboratory and field experiments testing the first steps of the scenario are summarized. The scenario is then placed in a geological setting on the early Earth to suggest a plausible pathway from life's origin in chemically optimal freshwater hot spring pools to the emergence of microbial communities tolerant to more extreme conditions in dilute lakes and salty conditions in marine environments. A continuity is observed for biogenesis beginning with simple protocell aggregates, through the transitional form of the progenote, to robust microbial mats that leave the fossil imprints of stromatolites so representative in the rock record. A roadmap to future testing of the hypothesis is presented. We compare the oceanic vent with land-based pool scenarios for an origin of life and explore their implications for subsequent evolution to multicellular life such as plants. We conclude by utilizing the hypothesis to posit where life might also have emerged in habitats such as Mars or Saturn's icy moon Enceladus. "To postulate one fortuitously catalyzed reaction, perhaps catalyzed by a metal ion, might be reasonable, but to postulate a suite of them is to appeal to magic." -Leslie Orgel.},
    url = "https://doi.org/10.1089/ast.2019.2045",
    doi = "10.1089/ast.2019.2045",
    openalex = "W2996553307",
    references = "doi101007s1108400791132, doi101016jbioeng200703001, doi101023a1006746807104, doi101038nature08013, doi101038s415700160012, doi101073pnas1106493108, doi101073pnas1117774109, doi101098rstb20061881, doi101101cshperspecta034801, doi101126science1241888, doi101126scienceaax2747, fox1958thermal"
}

Il existe deux classes dominantes et contrastées de scénarios d'origine de la vie : ceux qui prédisent que la vie est apparue dans des systèmes hydrothermaux sous-marins, où la déséquilibre chimique peut fournir une source d'énergie pour la vie naissante ; et ceux qui prédisent que la vie est apparue dans des environnements subaériens, où la catalyse UV des réactions peut se produire pour former les briques de la vie. Ici, nous décrivons un environnement prébiotiquement plausible qui tire parti des forces des deux scénarios : les systèmes hydrothermaux de surface. Nous montrons comment les molécules clés de base pour la chimie prébiotique peuvent être produites en abondance dans des systèmes hydrothermaux peu profonds et de surface. Nous calculons la chimie des gaz volcaniques alimentant ces vents sur une gamme de pressions et de teneurs en C/N/O de basalte. Si des gaz ultra-réducteurs riches en carbone et en azote interagissent avec l'eau souterraine à un vent volcanique, ils résultent en des concentrations de 10⁻³ à 10⁻¹ M de diacétylène (C₄H₂), acétylène (C₂H₂), cyanoacétylène (HC₃N), cyanure d'hydrogène (HCN), bisulfite (probablement sous forme de sels contenant HSO₃⁻), sulfure d'hydrogène (HS⁻) et fer soluble dans l'eau du vent. Une molécule clé de base, le cyanamide (CH₂N₂), n'est pas formée en quantités significatives dans ce scénario, suggérant qu'il peut avoir besoin d'être apporté exogènement, ou formé à partir de cyanure d'hydrogène soit via des composés organométalliques, soit par une synthèse chimique encore inconnue. Étant donné la probabilité de l'universalité des systèmes hydrothermaux de surface sur les planètes terrestres jeunes et chaudes, ces résultats identifient un environnement géochimique local prébiotiquement plausible, qui est également propice à une simulation future en laboratoire.

@article{doi103390life9010012,
    author = "Rimmer, Paul B. et Shorttle, Oliver",
    title = "Origine des briques de la vie dans des systèmes hydrothermaux de surface riches en carbone et en azote",
    year = "2019",
    journal = "Life",
    abstract = "Il existe deux classes dominantes et contrastées de scénarios d'origine de la vie : ceux qui prédisent que la vie est apparue dans des systèmes hydrothermaux sous-marins, où la déséquilibre chimique peut fournir une source d'énergie pour la vie naissante ; et ceux qui prédisent que la vie est apparue dans des environnements subaériens, où la catalyse UV des réactions peut se produire pour former les briques de la vie. Ici, nous décrivons un environnement prébiotiquement plausible qui tire parti des forces des deux scénarios : les systèmes hydrothermaux de surface. Nous montrons comment les molécules clés de base pour la chimie prébiotique peuvent être produites en abondance dans des systèmes hydrothermaux peu profonds et de surface. Nous calculons la chimie des gaz volcaniques alimentant ces vents sur une gamme de pressions et de teneurs en C/N/O de basalte. Si des gaz ultra-réducteurs riches en carbone et en azote interagissent avec l'eau souterraine à un vent volcanique, ils résultent en des concentrations de 10⁻³ à 10⁻¹ M de diacétylène (C₄H₂), acétylène (C₂H₂), cyanoacétylène (HC₃N), cyanure d'hydrogène (HCN), bisulfite (probablement sous forme de sels contenant HSO₃⁻), sulfure d'hydrogène (HS⁻) et fer soluble dans l'eau du vent. Une molécule clé de base, le cyanamide (CH₂N₂), n'est pas formée en quantités significatives dans ce scénario, suggérant qu'il peut avoir besoin d'être apporté exogènement, ou formé à partir de cyanure d'hydrogène soit via des composés organométalliques, soit par une synthèse chimique encore inconnue. Étant donné la probabilité de l'universalité des systèmes hydrothermaux de surface sur les planètes terrestres jeunes et chaudes, ces résultats identifient un environnement géochimique local prébiotiquement plausible, qui est également propice à une simulation future en laboratoire.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life9010012",
    doi = "10.3390/life9010012",
    openalex = "W2913129161",
    references = "doi103390life8030035"
}

La formation abiotique d'hydrocarbures n-alcanes a été postulée comme se produisant au sein de la croûte terrestre. Les preuves apparentes reposaient principalement sur des modèles de distribution d'isotopes du carbone et de l'hydrogène inhabituels qui distinguent le méthane et ses homologues à chaîne plus longue des compositions isotopiques biotiques associées à la production microbienne et à la dégradation thermique du système fermé de la matière organique. Ici, nous présentons la première enquête mondiale sur les compositions isotopiques du carbone et de l'hydrogène des n-alcanes dans les fluides volcaniques-hydrothermaux hébergés par des roches basaltiques, andésitiques, trachytiques et rhyolitiques. Nous montrons que les compositions isotopiques globales de ces gaz suivent des tendances caractéristiques de la dégradation du système ouvert à haute température de la matière organique. Dans les systèmes exempts de sédiments, la matière organique est fournie par les eaux de surface (eau de mer, eau météorique) circulant à travers les roches réservoir. Nos données impliquent fortement que la dégradation thermique de la matière organique est capable de satisfaire les critères isotopiques précédemment classés comme indicatifs de l'abiogenèse. En considérant davantage la présence ubiquitaire des eaux de surface dans la croûte terrestre, les occurrences d'hydrocarbures abiotiques pourraient avoir été considérablement surestimées.

@article{doi107185geochemlet1920,
    author = "Fiebig, Jens et Stefánsson, Andri et Ricci, Andrea et Tassi, Franco et Viveiros, Fátima et Silva, Catarina et Lopez, T. M. et Schreiber, Charlotte W. et Hofmann, Sven et Mountain, Bruce W.",
    title = "L'abiogenèse n'est pas nécessaire pour expliquer l'origine des hydrocarbures volcaniques-hydrothermaux",
    year = "2019",
    journal = "Geochemical Perspectives Letters",
    abstract = "La formation abiotique d'hydrocarbures n-alcanes a été postulée comme se produisant au sein de la croûte terrestre. Les preuves apparentes reposaient principalement sur des modèles de distribution d'isotopes du carbone et de l'hydrogène inhabituels qui distinguent le méthane et ses homologues à chaîne plus longue des compositions isotopiques biotiques associées à la production microbienne et à la dégradation thermique du système fermé de la matière organique. Ici, nous présentons la première enquête mondiale sur les compositions isotopiques du carbone et de l'hydrogène des n-alcanes dans les fluides volcaniques-hydrothermaux hébergés par des roches basaltiques, andésitiques, trachytiques et rhyolitiques. Nous montrons que les compositions isotopiques globales de ces gaz suivent des tendances caractéristiques de la dégradation du système ouvert à haute température de la matière organique. Dans les systèmes exempts de sédiments, la matière organique est fournie par les eaux de surface (eau de mer, eau météorique) circulant à travers les roches réservoir. Nos données impliquent fortement que la dégradation thermique de la matière organique est capable de satisfaire les critères isotopiques précédemment classés comme indicatifs de l'abiogenèse. En considérant davantage la présence ubiquitaire des eaux de surface dans la croûte terrestre, les occurrences d'hydrocarbures abiotiques pourraient avoir été considérablement surestimées.",
    url = "https://doi.org/10.7185/geochemlet.1920",
    doi = "10.7185/geochemlet.1920",
    openalex = "W2964744142",
    references = "doi1010160009254188901015, doi1010160031920176900820, doi101016s0009254199000832, doi101016s0009254199000923, doi101016s001670370000377x, doi101016s096098220900431x, doi1010292001gb001807, doi10102992jc01511, doi101073pnas1004933107, doi101098rstb20061840"
}

Les seuils sont omniprésents dans les scénarios d'origine de la vie, de l'émergence de la chiralité, à l'apparition des vésicules, de l'autocatalyse, jusqu'à l'évolution darwinienne. Ici, nous analysons le « seuil d'erreur », qui pose une condition pour maintenir la réplication des polymères, et généralisons l'approche par seuil à d'autres propriétés des systèmes prébiotiques. Les seuils fournissent des prédictions théoriques, prescrivent des tests expérimentaux et intègrent les connaissances interdisciplinaires. Le couplage entre les systèmes et leur environnement détermine comment les seuils peuvent être franchis, conduisant à différentes catégories de transitions prébiotiques. L'articulation de multiples seuils révèle des propriétés évolutives dans les scénarios prébiotiques. Dans l'ensemble, les seuils indiquent comment évaluer, réviser et comparer les scénarios d'origine de la vie.

@article{doi101016jisci2020101756,
    author = "Jeancolas, Cyrille et Malaterre, Christophe et Nghe, Philippe",
    title = "Seuils dans les scénarios d'origine de la vie",
    year = "2020",
    journal = "iScience",
    abstract = {Les seuils sont omniprésents dans les scénarios d'origine de la vie, de l'émergence de la chiralité, à l'apparition des vésicules, de l'autocatalyse, jusqu'à l'évolution darwinienne. Ici, nous analysons le « seuil d'erreur », qui pose une condition pour maintenir la réplication des polymères, et généralisons l'approche par seuil à d'autres propriétés des systèmes prébiotiques. Les seuils fournissent des prédictions théoriques, prescrivent des tests expérimentaux et intègrent les connaissances interdisciplinaires. Le couplage entre les systèmes et leur environnement détermine comment les seuils peuvent être franchis, conduisant à différentes catégories de transitions prébiotiques. L'articulation de multiples seuils révèle des propriétés évolutives dans les scénarios prébiotiques. Dans l'ensemble, les seuils indiquent comment évaluer, réviser et comparer les scénarios d'origine de la vie.},
    url = "https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101756",
    doi = "10.1016/j.isci.2020.101756",
    openalex = "W3096560280",
    references = "doi101038nmeth2893, doi101098rsta20160346, doi103390life10030020"
}

La chimie prébiotique vise à expliquer comment la biochimie de la vie telle que nous la connaissons est apparue. La plupart des efforts dans ce domaine se sont concentrés sur la fourniture de composés importants pour la vie par des voies synthétiques multisteps qui ne ressemblent pas à la biochimie. Cependant, pour comprendre pourquoi le métabolisme central utilise les molécules, les réactions, les voies et l'organisation globale qu'il utilise, nous devons considérer les molécules non seulement comme des objectifs finaux synthétiques. Tout aussi importants sont les processus dynamiques qui les construisent et les décomposent. Cette perspective a conduit de nombreux chercheurs à l'hypothèse que la première étape de l'origine de la vie a commencé avec le début d'une version primitive non enzymatique du métabolisme, initialement catalysée par des minéraux et des ions métalliques naturellement présents. Cette vision des origines de la vie est devenue connue sous le nom de « métabolisme d'abord ». La continuité avec le métabolisme moderne exigerait qu'une version primitive du métabolisme construise et décompose les cétacides, les sucres, les acides aminés et les ribonucléotides de la même manière que les voies qui le font aujourd'hui. Cette revue discute des voies métaboliques pertinentes pour l'origine de la vie d'une manière accessible aux chimistes, et résume des expériences suggérant que plusieurs voies pourraient avoir leurs racines dans la chimie prébiotique. Enfin, les jalons clés restants pour l'hypothèse protométabolique sont mis en évidence.

@article{doi101021acschemrev0c00191,
    author = "Muchowska, Kamila B. et Varma, Sreejith J. et Moran, Joseph",
    title = "Réactions métaboliques non enzymatiques et origines de la vie",
    year = "2020",
    journal = "Chemical Reviews",
    abstract = {La chimie prébiotique vise à expliquer comment la biochimie de la vie telle que nous la connaissons est apparue. La plupart des efforts dans ce domaine se sont concentrés sur la fourniture de composés importants pour la vie par des voies synthétiques multisteps qui ne ressemblent pas à la biochimie. Cependant, pour comprendre pourquoi le métabolisme central utilise les molécules, les réactions, les voies et l'organisation globale qu'il utilise, nous devons considérer les molécules non seulement comme des objectifs finaux synthétiques. Tout aussi importants sont les processus dynamiques qui les construisent et les décomposent. Cette perspective a conduit de nombreux chercheurs à l'hypothèse que la première étape de l'origine de la vie a commencé avec le début d'une version primitive non enzymatique du métabolisme, initialement catalysée par des minéraux et des ions métalliques naturellement présents. Cette vision des origines de la vie est devenue connue sous le nom de « métabolisme d'abord ». La continuité avec le métabolisme moderne exigerait qu'une version primitive du métabolisme construise et décompose les cétacides, les sucres, les acides aminés et les ribonucléotides de la même manière que les voies qui le font aujourd'hui. Cette revue discute des voies métaboliques pertinentes pour l'origine de la vie d'une manière accessible aux chimistes, et résume des expériences suggérant que plusieurs voies pourraient avoir leurs racines dans la chimie prébiotique. Enfin, les jalons clés restants pour l'hypothèse protométabolique sont mis en évidence.},
    url = "https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00191",
    doi = "10.1021/acs.chemrev.0c00191",
    openalex = "W3044573208",
    references = "branscomb2018frankenstein, doi101002bies201700179, doi101002bies201700182, doi101007pl00006565, doi1010160020711x94901198, doi1010160022283668903926, doi101016jgsf201707007, doi101016s0040403901994870, doi101038319618a0, doi101038nature08013, doi101038nature13068, doi101038s415590180644x, doi101038s415700160012, doi101073pnas591110, doi10108010409230490460765, doi101098rsob130156, doi101098rstb20061904, doi101101cshperspecta034801, doi101111brv12140, doi101126science1173046528, doi101126science1186120, doi101126scienceaax2747, doi101146annurevmi30100176002205, doi1011861745615071"
}

Les rôles fondamentaux que jouent les peptides et les protéines dans la biologie d'aujourd'hui rendent presque indiscutable le fait que les peptides ont été des acteurs clés dans l'origine de la vie. Dans la mesure où il est approprié d'extrapoler à partir de la biologie actuelle vers le monde prébiotique, il faut reconnaître l'importance critique que les réseaux moléculaires interconnectés, probablement avec des peptides comme composants clés, auraient joué dans l'origine de la vie. Dans cette revue, nous résumons les processus chimiques impliquant des peptides qui auraient pu contribuer à l'évolution chimique primitive, en mettant l'accent sur les interactions moléculaires entre les peptides et d'autres classes de molécules organiques. Nous résumons d'abord les mécanismes par lesquels les acides aminés et des blocs de construction similaires auraient pu être produits et élaborés en proto-peptides. Ensuite, les interactions non covalentes des peptides avec d'autres peptides ainsi qu'avec les acides nucléiques, les lipides, les glucides, les ions métalliques et les molécules aromatiques sont discutées en relation avec les rôles possibles de telles interactions dans l'évolution chimique de la structure et de la fonction. Enfin, nous décrivons des recherches impliquant des alternatives structurales aux peptides et des adduits covalents entre acides aminés/peptides et d'autres classes de molécules. Nous proposons que d'abondants futurs percées dans la chimie de l'origine de la vie découleront d'investigations de systèmes chimiques interconnectés dans lesquels des interactions synergiques entre différentes classes de molécules émergent.

@article{doi101021acschemrev9b00664,
    author = "Frenkel‐Pinter, Moran et Samanta, Mousumi et Ashkenasy, Gonen et Leman, Luke J.",
    title = "Peptides prébiotiques : hubs moléculaires dans l'origine de la vie",
    year = "2020",
    journal = "Chemical Reviews",
    abstract = "Les rôles fondamentaux que jouent les peptides et les protéines dans la biologie d'aujourd'hui rendent presque indiscutable le fait que les peptides ont été des acteurs clés dans l'origine de la vie. Dans la mesure où il est approprié d'extrapoler à partir de la biologie actuelle vers le monde prébiotique, il faut reconnaître l'importance critique que les réseaux moléculaires interconnectés, probablement avec des peptides comme composants clés, auraient joué dans l'origine de la vie. Dans cette revue, nous résumons les processus chimiques impliquant des peptides qui auraient pu contribuer à l'évolution chimique primitive, en mettant l'accent sur les interactions moléculaires entre les peptides et d'autres classes de molécules organiques. Nous résumons d'abord les mécanismes par lesquels les acides aminés et des blocs de construction similaires auraient pu être produits et élaborés en proto-peptides. Ensuite, les interactions non covalentes des peptides avec d'autres peptides ainsi qu'avec les acides nucléiques, les lipides, les glucides, les ions métalliques et les molécules aromatiques sont discutées en relation avec les rôles possibles de telles interactions dans l'évolution chimique de la structure et de la fonction. Enfin, nous décrivons des recherches impliquant des alternatives structurales aux peptides et des adduits covalents entre acides aminés/peptides et d'autres classes de molécules. Nous proposons que d'abondants futurs percées dans la chimie de l'origine de la vie découleront d'investigations de systèmes chimiques interconnectés dans lesquels des interactions synergiques entre différentes classes de molécules émergent.",
    url = "https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00664",
    doi = "10.1021/acs.chemrev.9b00664",
    openalex = "W3008483803",
    references = "doi101002anie201208397, doi101007pl00006565, doi101021cr2004844, doi101021ja01499a069, doi101038nchem2878, doi101038s415700160012, doi101073pnas9784112, doi101098rsob130156, doi101101cshperspecta034801, doi101126science1161527, doi1011861759220832, fox1958thermal"
}

La subduction des seamounts et des caractéristiques de crête aux limites de plaques convergentes joue un rôle important dans la déformation de la plaque chevauchante et influence le cycle géochimique et les processus biologiques associés. La serpentinisation active du manteau de la marge avant et le volcanisme de boue de serpentinite sur la marge avant de Mariana (entre la fosse et l'arc volcanique actif) offrent des aperçus des processus de subduction. Ici, nous présentons (1) la première observation d'une exposition étendue d'un seamount du Crétacé non déformé actuellement en cours de subduction sur la pente interne de la fosse de Mariana ; (2) la déformation verticale de la région de la marge avant liée à la subduction des seamounts de la plaque du Pacifique et à un épaississement de la croûte ; (3) des carottes récupérées par le Ocean Drilling Program et le International Ocean Discovery Program de coulées de boue de serpentinite qui confirment l'exhumation de diverses lithologies de la plaque du Pacifique, y compris du calcaire de récif subducté ; (4) des données pétrologiques, géochimiques et paléontologiques issues des carottes qui montrent que l'exhumation des seamounts de la plaque du Pacifique couvre des étendues spatiales et temporelles plus grandes ; (5) l'inférence selon laquelle les communautés microbiennes associées au volcanisme de boue de serpentinite peuvent également être exhumées depuis le plancher océanique de la plaque subductée et/ou des seamounts ; et (6) les implications pour les effets de ces processus en ce qui concerne l'évolution de la vie. Cet article fait partie d'un numéro de réunion de discussion intitulé « Serpentine dans le système terrestre ».

@article{doi101098rsta20180425,
    author = "Fryer, P. et Wheat, C.G. et Williams, Trevor et Kelley, Christopher et Johnson, K. et Ryan, Jeffrey G. et Kurz, Walter et Shervais, John W. et Albers, E. et Bekins, B. et Debret, B.P.R. et Deng, J. et Dong, Y. et Eickenbusch, P. et Frery, E.A. et Ichiyama, Yuji et Johnston, R.M. et Kevorkian, R.T. et Magalhães, V. et Mantovanelli, S.S. et Menapace, W. et Menzies, C.D. et Michibayashi, Katsuyoshi et Moyer, C.L. et Mullane, K.K. et Park, Jung‐Woo et Price, R.E. et Sissmann, O.J. et Suzuki, Shino et Takai, Ken et Walter, B. et Zhang, Rui et Amon, Diva J. et Glickson, D. et Pomponi, Shirley A.",
    title = "Volcanisme de boue de serpentinite de Mariana exhume des matériaux de seamounts subductés : implications pour l'origine de la vie",
    year = "2020",
    journal = "Philosophical Transactions of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences",
    abstract = "La subduction des seamounts et des caractéristiques de crête aux limites de plaques convergentes joue un rôle important dans la déformation de la plaque chevauchante et influence le cycle géochimique et les processus biologiques associés. La serpentinisation active du manteau de la marge avant et le volcanisme de boue de serpentinite sur la marge avant de Mariana (entre la fosse et l'arc volcanique actif) offrent des aperçus des processus de subduction. Ici, nous présentons (1) la première observation d'une exposition étendue d'un seamount du Crétacé non déformé actuellement en cours de subduction sur la pente interne de la fosse de Mariana ; (2) la déformation verticale de la région de la marge avant liée à la subduction des seamounts de la plaque du Pacifique et à un épaississement de la croûte ; (3) des carottes récupérées par le Ocean Drilling Program et le International Ocean Discovery Program de coulées de boue de serpentinite qui confirment l'exhumation de diverses lithologies de la plaque du Pacifique, y compris du calcaire de récif subducté ; (4) des données pétrologiques, géochimiques et paléontologiques issues des carottes qui montrent que l'exhumation des seamounts de la plaque du Pacifique couvre des étendues spatiales et temporelles plus grandes ; (5) l'inférence selon laquelle les communautés microbiennes associées au volcanisme de boue de serpentinite peuvent également être exhumées depuis le plancher océanique de la plaque subductée et/ou des seamounts ; et (6) les implications pour les effets de ces processus en ce qui concerne l'évolution de la vie. Cet article fait partie d'un numéro de réunion de discussion intitulé « Serpentine dans le système terrestre ».",
    url = "https://doi.org/10.1098/rsta.2018.0425",
    doi = "10.1098/rsta.2018.0425",
    openalex = "W2998710986",
    references = "doi101098rsta20180421"
}

Les processus de précipitation auto-organisés, tels que les jardins chimiques formant des formes micro- et nanotubulaires biomimétiques, ont le potentiel de nous révéler de nouvelles sciences fondamentales à explorer, quantifier et comprendre, ainsi que des systèmes physicochimiques hors équilibre, et à éclaircir les conditions d'émergence de la vie. La physique et la chimie de ces phénomènes, en raison de l'assemblage d'architectures matérielles sous un flux d'ions et de leur exploitation dans des applications, ont récemment été qualifiées de chemobrionics. Les progrès dans la compréhension de ce domaine nécessitent une combinaison d'expertises en physique, chimie, modélisation mathématique, biologie et nanoingénierie, ainsi qu'en sciences des systèmes complexes, non linéaires et des matériaux, donnant naissance à cette nouvelle discipline synergique de la chemobrionics.

@article{doi101162artla00323,
    author = "Cardoso, Silvana S. S. et Cartwright, Julyan H. E. et Čejková, Jitka et Cronin, Leroy et Wit, A. De et Giannerini, Simone et Horváth, Dezső et Rodrigues‬, Alírio E. et Russell, Michael J. et Sainz‐Díaz, C. Ignacio et Tóth, Ágota",
    title = "Chemobrionics : Des architectures matérielles auto-assemblées à l'origine de la vie",
    year = "2020",
    journal = "Vie artificielle",
    abstract = "Les processus de précipitation auto-organisés, tels que les jardins chimiques formant des formes micro- et nanotubulaires biomimétiques, ont le potentiel de nous révéler de nouvelles sciences fondamentales à explorer, quantifier et comprendre, ainsi que des systèmes physicochimiques hors équilibre, et à éclaircir les conditions d'émergence de la vie. La physique et la chimie de ces phénomènes, en raison de l'assemblage d'architectures matérielles sous un flux d'ions et de leur exploitation dans des applications, ont récemment été qualifiées de chemobrionics. Les progrès dans la compréhension de ce domaine nécessitent une combinaison d'expertises en physique, chimie, modélisation mathématique, biologie et nanoingénierie, ainsi qu'en sciences des systèmes complexes, non linéaires et des matériaux, donnant naissance à cette nouvelle discipline synergique de la chemobrionics.",
    url = "https://doi.org/10.1162/artl\_a\_00323",
    doi = "10.1162/artl\_a\_00323",
    openalex = "W3044486488",
    references = "cartwright2019the, doi101007s1121401906248"
}

La recherche sur l'origine de la vie est hautement hétérogène. Après un développement historique particulier, elle inclut encore des points de vue fortement opposés qui pourraient entraver les progrès. Lors de la 1ère Réunion interdisciplinaire sur l'origine de la vie, des chercheurs débutants se sont réunis pour explorer les points communs entre les théories et les approches, les points de divergence critiques et les attentes pour l'avenir. Nous constatons que, bien que les approches et théories classiques - par exemple, bottom-up et top-down, monde de l'ARN vs métabolisme en premier - aient été prédominantes dans la recherche sur l'origine de la vie, elles cessent d'être mutuellement exclusives et peuvent et doivent alimenter des approches intégrantes. Ici, nous nous concentrons sur les questions pressantes et les développements récents qui relient les disciplines et approches classiques, et mettons en évidence les attentes pour les futurs efforts dans la recherche sur l'origine de la vie.

@article{doi103390life10030020,
    author = "Preiner, Martina et Asche, Silke et Becker, Sidney et Betts, Holly C. et Boniface, Adrien et Camprubí, Eloi et Chandru, Kuhan et Erastova, Valentina et Garg, Sriram G. et Khawaja, Nozair et Kostyrka, Gladys et Machné, Rainer et Moggioli, Giacomo et Muchowska, Kamila B. et Neukirchen, Sinje et Peter, Benedikt et Pichlhöfer, Edith et Radványi, Ádám et Rossetto, Daniele et Salditt, Annalena et Schmelling, Nicolas et Sousa, Filipa L. et Tria, Fernando D. K. et Vörös, Dániel et Xavier, Joana C.",
    title = "The Future of Origin of Life Research: Bridging Decades-Old Divisions",
    year = "2020",
    journal = "Life",
    abstract = "La recherche sur l'origine de la vie est hautement hétérogène. Après un développement historique particulier, elle inclut encore des points de vue fortement opposés qui pourraient entraver les progrès. Lors de la 1ère Réunion interdisciplinaire sur l'origine de la vie, des chercheurs débutants se sont réunis pour explorer les points communs entre les théories et les approches, les points de divergence critiques et les attentes pour l'avenir. Nous constatons que, bien que les approches et théories classiques - par exemple, bottom-up et top-down, monde de l'ARN vs métabolisme en premier - aient été prédominantes dans la recherche sur l'origine de la vie, elles cessent d'être mutuellement exclusives et peuvent et doivent alimenter des approches intégrantes. Ici, nous nous concentrons sur les questions pressantes et les développements récents qui relient les disciplines et approches classiques, et mettons en évidence les attentes pour les futurs efforts dans la recherche sur l'origine de la vie.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life10030020",
    doi = "10.3390/life10030020",
    openalex = "W3007934451",
    references = "branscomb2018frankenstein, doi101002bies201700179, doi101002bies201700182, doi101007bf00623322, doi101007s1108401909580x, doi1010160092867482904147, doi1010160092867483901174, doi101016jchembiol201303012, doi101016jgsf201707007, doi101038319618a0, doi101038nrmicro1931, doi101038nrmicro1991, doi101038s4158601914364, doi101093nargkw1092, doi101126science1173046528, doi101126science1303370245, doi101126science13434891501, doi101126scienceaax2747, doi1020944preprints2018060035v1, doi1020944preprints2018060035v2, doi103390life5021239"
}

La question de l'origine de la vie a fait l'objet de débats très longtemps. Les scientifiques ont invoqué de nombreux environnements pour répondre à cette question. Souvent, nous nous trouvons contraints par un lieu, en particulier si nous pensons que la vie est apparue une seule fois avant d'évoluer en toutes les formes que nous connaissons aujourd'hui. Dans ce bref commentaire, nous souhaitons exposer la compréhension suivante : les environnements hydrothermaux sont des lieux énergétiquement robustes pour l'origine et l'évolution précoce de la vie telle que nous la connaissons. Deux environnements caractérisent les conditions hydrothermales : les champs hydrothermaux sur terre ferme et les sources hydrothermales sous-marines. Si la vie n'est apparue qu'une seule fois, nous devons alors choisir entre ces deux environnements ; cependant, il n'y a aucune raison de supposer que la vie est apparue une seule fois. Nous concluons avec l'idée qu'au lieu d'avoir une mentalité « ou bien ou bien » concernant l'origine de la vie, une mentalité « oui et » pourrait être un meilleur paradigme pour résoudre les problèmes dans ce domaine. Enfin, nous discuterons de recherches supplémentaires concernant les deux environnements.

@article{doi103390life10040036,
    author = "Omran, Arthur et Pasek, Matthew A.",
    title = "Une approche constructive pour réfléchir aux différents environnements hydrothermaux pour l'origine de la vie",
    year = "2020",
    journal = "Life",
    abstract = {La question de l'origine de la vie a fait l'objet de débats très longtemps. Les scientifiques ont invoqué de nombreux environnements pour répondre à cette question. Souvent, nous nous trouvons contraints par un lieu, en particulier si nous pensons que la vie est apparue une seule fois avant d'évoluer en toutes les formes que nous connaissons aujourd'hui. Dans ce bref commentaire, nous souhaitons exposer la compréhension suivante : les environnements hydrothermaux sont des lieux énergétiquement robustes pour l'origine et l'évolution précoce de la vie telle que nous la connaissons. Deux environnements caractérisent les conditions hydrothermales : les champs hydrothermaux sur terre ferme et les sources hydrothermales sous-marines. Si la vie n'est apparue qu'une seule fois, nous devons alors choisir entre ces deux environnements ; cependant, il n'y a aucune raison de supposer que la vie est apparue une seule fois. Nous concluons avec l'idée qu'au lieu d'avoir une mentalité « ou bien ou bien » concernant l'origine de la vie, une mentalité « oui et » pourrait être un meilleur paradigme pour résoudre les problèmes dans ce domaine. Enfin, nous discuterons de recherches supplémentaires concernant les deux environnements.},
    url = "https://doi.org/10.3390/life10040036",
    doi = "10.3390/life10040036",
    openalex = "W3015340286",
    references = "cartwright2019the, doi103390life10030020"
}

@article{doi101016jearscirev2021103910,
    author = "Trolard, Fabienne et Duval, Simon et Nitschke, Wolfgang et Ménèz, Bénédicte et Pisapia, Céline et Nacib, Jihaine Ben et Andréani, M. et Bourrié, Guilhem",
    title = "Minéralogie, géochimie et occurrences de la fougerite dans un système hydrothermal moderne et ses implications pour l'origine de la vie",
    year = "2021",
    journal = "Earth-Science Reviews",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103910",
    doi = "10.1016/j.earscirev.2021.103910",
    openalex = "W4200442220",
    references = "doi10100797836620364952, doi101016b9780126564464x50002, doi101016s0010854598002161, doi101016s0016703798002439, doi10103835084000, doi101126science1102556, doi101126science1151194, doi101180claymin19590042102, doi1015159781501508233, doi103390life11080777, openalexw599354073"
}

Le domaine de la chimie prébiotique a démontré que des systèmes chimiques organiques complexes présentant diverses propriétés semblables à la vie peuvent être produits abiotiquement en laboratoire. La compréhension de ces systèmes chimiques est importante pour l'astrobiologie et la détection de la vie, car nous ne savons pas dans quelle mesure la chimie prébiotique pourrait exister ou avoir existé sur d'autres mondes. De même, nous ne savons pas quelles signatures sont diagnostiques d'un système prébiotique existant ou « échoué ». Sur Terre, la biologie a supprimé la plupart de la chimie organique abiotique et a recouvert les registres géologiques de la chimie prébiotique ; par conséquent, il est difficile de valider si les signatures chimiques provenant de futures missions planétaires sont des vestiges ou des systèmes prébiotiques existants. Le « seuil de biosignature » entre la probabilité qu'une signature chimique soit produite par une chimie abiotique ou biotique sur un monde donné pourrait varier considérablement, selon l'environnement particulier, et pourrait changer au fil du temps, en particulier si la vie émerge et se diversifie sur ce monde. Pour interpréter les signatures organiques détectées lors d'une mission planétaire, nous recommandons (1) d'acquérir une compréhension plus complète des possibilités chimiques prébiotiques/abiotiques dans divers environnements planétaires et (2) d'utiliser des échantillons prébiotiques expérimentaux comme analogues lors de la génération de bibliothèques de comparaison pour les instruments de missions de « détection de la vie ».

@article{doi101089ast20210079,
    author = "Barge, Laura M. and Rodriguez, Laura E. and Weber, Jessica M. and Theiling, Bethany",
    title = "Détermination du « seuil de biosignature » pour la détection de la vie sur des mondes biotiques, abiotiques ou prébiotiques",
    year = "2021",
    journal = "Astrobiology",
    abstract = {Le domaine de la chimie prébiotique a démontré que des systèmes chimiques organiques complexes présentant diverses propriétés semblables à la vie peuvent être produits abiotiquement en laboratoire. La compréhension de ces systèmes chimiques est importante pour l'astrobiologie et la détection de la vie, car nous ne savons pas dans quelle mesure la chimie prébiotique pourrait exister ou avoir existé sur d'autres mondes. De même, nous ne savons pas quelles signatures sont diagnostiques d'un système prébiotique existant ou « échoué ». Sur Terre, la biologie a supprimé la plupart de la chimie organique abiotique et a recouvert les registres géologiques de la chimie prébiotique ; par conséquent, il est difficile de valider si les signatures chimiques provenant de futures missions planétaires sont des vestiges ou des systèmes prébiotiques existants. Le « seuil de biosignature » entre la probabilité qu'une signature chimique soit produite par une chimie abiotique ou biotique sur un monde donné pourrait varier considérablement, selon l'environnement particulier, et pourrait changer au fil du temps, en particulier si la vie émerge et se diversifie sur ce monde. Pour interpréter les signatures organiques détectées lors d'une mission planétaire, nous recommandons (1) d'acquérir une compréhension plus complète des possibilités chimiques prébiotiques/abiotiques dans divers environnements planétaires et (2) d'utiliser des échantillons prébiotiques expérimentaux comme analogues lors de la génération de bibliothèques de comparaison pour les instruments de missions de « détection de la vie ».},
    url = "https://doi.org/10.1089/ast.2021.0079",
    doi = "10.1089/ast.2021.0079",
    openalex = "W4200321682",
    references = "doi101038216029a0, doi103390life10040042"
}

Sont décrites la thermodynamique hors équilibre et les mécanismes de réaction photochimique qui ont pu être impliqués dans la structuration dissipative, la prolifération et la complexation des molécules fondamentales de la vie à partir de précurseurs plus simples et plus courants sous le flux de photons UVC prévalent à la surface de la Terre à l'origine de la vie. La structuration dissipative des molécules fondamentales est attestée par leurs bandes d'absorption de longueur d'onde fortes et larges dans l'UVC et leur désexcitation sans rayonnement rapide. La prolifération découle de la nature auto- et croix-catalytique des produits intermédiaires. La non-linéarité inhérente donne naissance à de nombreux états stationnaires permettant au système d'évoluer, lors de l'amplification d'une fluctuation, vers des profils de concentration offrant généralement une dissipation de photons plus importante grâce à une sélection thermodynamique de l'efficacité dissipative. Un exemple est donné de l'abiogenèse photochimique dissipative de l'adénine à partir du précurseur HCN dans un solvant aqueux au sein d'une vésicule d'acide gras flottant sur une surface d'océan chaude et entraînée loin de l'équilibre par la lumière UVC incidente. Les équations cinétiques pour les réactions photochimiques avec diffusion sont résolues dans différentes conditions environnementales et les résultats analysés dans le cadre de la théorie de la thermodynamique irréversible classique non linéaire.

@article{doi103390e23020217,
    author = "Michaelian, Karo",
    title = "The Dissipative Photochemical Origin of Life: UVC Abiogenesis of Adenine",
    year = "2021",
    journal = "Entropy",
    abstract = "The non-equilibrium thermodynamics and the photochemical reaction mechanisms are described which may have been involved in the dissipative structuring, proliferation and complexation of the fundamental molecules of life from simpler and more common precursors under the UVC photon flux prevalent at the Earth's surface at the origin of life. Dissipative structuring of the fundamental molecules is evidenced by their strong and broad wavelength absorption bands in the UVC and rapid radiationless deexcitation. Proliferation arises from the auto- and cross-catalytic nature of the intermediate products. Inherent non-linearity gives rise to numerous stationary states permitting the system to evolve, on amplification of a fluctuation, towards concentration profiles providing generally greater photon dissipation through a thermodynamic selection of dissipative efficacy. An example is given of photochemical dissipative abiogenesis of adenine from the precursor HCN in water solvent within a fatty acid vesicle floating on a hot ocean surface and driven far from equilibrium by the incident UVC light. The kinetic equations for the photochemical reactions with diffusion are resolved under different environmental conditions and the results analyzed within the framework of non-linear Classical Irreversible Thermodynamic theory.",
    url = "https://doi.org/10.3390/e23020217",
    doi = "10.3390/e23020217",
    openalex = "W3113314209",
    references = "doi101002andp19053220806, doi10108800344885291306, doi101098rstb19520012, doi101103physrev37405, doi101103physrev382265, doi101103physrev8334, doi10111911987158, doi101126science1173046528, doi10114912425756, openalexw1556913189"
}

Les publications relatives à l'origine de la vie sont principalement le fruit de recherches en laboratoire et reposent sur l'hypothèse implicite que les mêmes réactions auraient été possibles sur la Terre primitive, il y a environ 4 milliards d'années. Cette hypothèse peut-elle être testée ? Nous ne pouvons pas remonter le temps, mais nous sommes capables de sortir du laboratoire et d'effectuer des expériences dans des conditions naturelles qui sont vraisemblablement analogues à l'environnement prébiotique. Cette brève revue décrit les premières tentatives d'entreprendre de telles études et certaines des leçons que nous avons apprises.

@article{doi103390life11020134,
    author = "Deamer, David W.",
    title = "Where Did Life Begin? Testing Ideas in Prebiotic Analogue Conditions",
    year = "2021",
    journal = "Life",
    abstract = "Les publications relatives à l'origine de la vie sont principalement le fruit de recherches en laboratoire et reposent sur l'hypothèse implicite que les mêmes réactions auraient été possibles sur la Terre primitive, il y a environ 4 milliards d'années. Cette hypothèse peut-elle être testée ? Nous ne pouvons pas remonter le temps, mais nous sommes capables de sortir du laboratoire et d'effectuer des expériences dans des conditions naturelles qui sont vraisemblablement analogues à l'environnement prébiotique. Cette brève revue décrit les premières tentatives d'entreprendre de telles études et certaines des leçons que nous avons apprises.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life11020134",
    doi = "10.3390/life11020134",
    openalex = "W3128786289",
    references = "doi103390life10110291"
}

L'hypothèse selon laquelle il y avait un « problème de l'eau » lors de l'émergence de la vie — à savoir que l'océan hadien était simplement trop humide et trop salé pour que la vie y émerge — est ici soumise à des vérifications de réalité géologiques et expérimentales. L'« étang tiède et petit » qui remplacerait la théorie des vents alcalins sous-marins (TAV), récemment exaltée dans la revue Nature, va à l'encontre de décennies de recherches et de raisonnements géologiques, microbiologiques et évolutifs. Pour l'auteur actuel, les preuves réfutant le schéma de l'étang tiède et petit sont écrasantes, compte tenu des faits que (i) la Terre primitive était un monde d'eau, (ii) son océan tout-enveloppant n'était jamais moins de 4 km de profondeur, (iii) il n'y avait pas de figuratives « Islandes » ou « Hawaï », ni même d'« Ontong Java » à l'époque, car (iv) l'océan de magma en dessous était encore trop pâteux pour supporter de telles charges saillantes sur la croûte océanique. À la place de l'« étang tiède et petit » supposé, nous offrons une butte minérale bien protégée précipitée à un vent alcalin sous-marin comme le berceau de la vie : à la place des membranes lipidiques, nous suggérons des peptides ; nous remplaçons le cyanide toxique par de l'ammonium et de l'hydrazine ; à la place de la radiation délétère, nous avons les déséquilibres redox et de pH appropriés donnant vie ; et à la place d'une chimie désordonnée, nous offrons le potentiel d'émergence de la vie à partir des molécules et ions géochimiquement les plus simples disponibles, concentrés à un vent alcalin sous-marin dans l'Hadien — spécifiquement au sein des parois intercalaires flexibles et redox actives de la double couche de minéral oxyhydroxyde à valence mixte, fougerite/rouille verte, composant une grande partie de cette butte.

@article{doi103390life11050429,
    author = "Russell, Michael J.",
    title = "Le « problème de l'eau » (sic), l'étang illusoire et l'émergence sous-marine de la vie — Une revue",
    year = "2021",
    journal = "Life",
    abstract = {L'hypothèse selon laquelle il y avait un « problème de l'eau » lors de l'émergence de la vie — à savoir que l'océan hadien était simplement trop humide et trop salé pour que la vie y émerge — est ici soumise à des vérifications de réalité géologiques et expérimentales. L'« étang tiède et petit » qui remplacerait la théorie des vents alcalins sous-marins (TAV), récemment exaltée dans la revue Nature, va à l'encontre de décennies de recherches et de raisonnements géologiques, microbiologiques et évolutifs. Pour l'auteur actuel, les preuves réfutant le schéma de l'étang tiède et petit sont écrasantes, compte tenu des faits que (i) la Terre primitive était un monde d'eau, (ii) son océan tout-enveloppant n'était jamais moins de 4 km de profondeur, (iii) il n'y avait pas de figuratives « Islandes » ou « Hawaï », ni même d'« Ontong Java » à l'époque, car (iv) l'océan de magma en dessous était encore trop pâteux pour supporter de telles charges saillantes sur la croûte océanique. À la place de l'« étang tiède et petit » supposé, nous offrons une butte minérale bien protégée précipitée à un vent alcalin sous-marin comme le berceau de la vie : à la place des membranes lipidiques, nous suggérons des peptides ; nous remplaçons le cyanide toxique par de l'ammonium et de l'hydrazine ; à la place de la radiation délétère, nous avons les déséquilibres redox et de pH appropriés donnant vie ; et à la place d'une chimie désordonnée, nous offrons le potentiel d'émergence de la vie à partir des molécules et ions géochimiquement les plus simples disponibles, concentrés à un vent alcalin sous-marin dans l'Hadien — spécifiquement au sein des parois intercalaires flexibles et redox actives de la double couche de minéral oxyhydroxyde à valence mixte, fougerite/rouille verte, composant une grande partie de cette butte.},
    url = "https://doi.org/10.3390/life11050429",
    doi = "10.3390/life11050429",
    openalex = "W3163572428",
    references = "doi101002j146020751982tb01276x, doi101007s0041000500258, doi101016096800049090281f, doi101021cr0503658, doi10103835084000, doi101038384055a0, doi101038nature08013, doi101038s41467018077710, doi101073pnas9083334, doi101126science1102556, doi103390life10110291"
}

Si la plupart des avancées dans l'étude de l'origine de la vie sur Terre (OoLoE) sont fragmentaires et testées contre les lois de la chimie et de la physique, l'objectif ultime est de développer un scénario global pour l'origine de la vie. Cependant, la dimensionnalité des systèmes chimiques hors équilibre, du fait de la gamme des conditions aux limites possibles et des interactions chimiques, rend l'application des lois chimiques et physiques difficile. Ici, nous décrivons un ensemble de critères simples pour évaluer les scénarios OoLoE. Ceux-ci incluent le besoin de confinement, de flux d'énergie et de matière stables, et d'hétérogénéité spatiale structurée dès le départ. Le Principe de Continuité, le fait que toute la vie d'aujourd'hui a été dérivée de la première vie, suggère de privilégier les scénarios avec moins de transitions non-analogues (non vues dans la vie d'aujourd'hui) à analogues (vues dans la vie d'aujourd'hui) dans les premières voies biochimiques inférées. Les données top-down indiquent également qu'un métabolisme complexe a précédé les ribozymes et les enzymes, et que l'autonomie cellulaire complète et la motilité sont survenues après LUCA. En utilisant ces critères, nous trouvons que le scénario de la microchambre complexe des vents hydrothermaux alcalins avec une exploitation tardive du pH naturel (ou du gradient Na+) par l'ATP synthase est le plus convaincant. Cependant, il y a encore tant d'inconnues que nous plaiderons également pour le développement continu de tous les scénarios plausibles possibles.

@article{doi103390life11070690,
    author = "Brunk, Clifford F. and Marshall, Charles R.",
    title = "‘Whole Organism’, Systems Biology, and Top-Down Criteria for Evaluating Scenarios for the Origin of Life",
    year = "2021",
    journal = "Life",
    abstract = "While most advances in the study of the origin of life on Earth (OoLoE) are piecemeal, tested against the laws of chemistry and physics, ultimately the goal is to develop an overall scenario for life’s origin(s). However, the dimensionality of non-equilibrium chemical systems, from the range of possible boundary conditions and chemical interactions, renders the application of chemical and physical laws difficult. Here we outline a set of simple criteria for evaluating OoLoE scenarios. These include the need for containment, steady energy and material flows, and structured spatial heterogeneity from the outset. The Principle of Continuity, the fact that all life today was derived from first life, suggests favoring scenarios with fewer non-analog (not seen in life today) to analog (seen in life today) transitions in the inferred first biochemical pathways. Top-down data also indicate that a complex metabolism predated ribozymes and enzymes, and that full cellular autonomy and motility occurred post-LUCA. Using these criteria, we find the alkaline hydrothermal vent microchamber complex scenario with a late evolving exploitation of the natural occurring pH (or Na+ gradient) by ATP synthase the most compelling. However, there are as yet so many unknowns, we also advocate for the continued development of as many plausible scenarios as possible.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life11070690",
    doi = "10.3390/life11070690",
    openalex = "W3178442375",
    references = "doi103390life11050429"
}

Depuis les travaux expérimentaux pionniers réalisés par Urey et Miller il y a environ 70 ans, plusieurs travaux expérimentaux ont été développés pour aborder la question de l'origine de la vie sur la base de très peu d'hypothèses bien construites. Ces dernières années, l'attention s'est portée sur le modèle des cheminées hydrothermales alcalines (modèle AHV) pour l'émergence de la vie. Depuis les premiers travaux, des perspectives issues des sciences de la complexité, de la bioénergétique et de la thermodynamique ont été intégrées au modèle. Par conséquent, un grand nombre de travaux expérimentaux issus du modèle utilisant plusieurs outils ont été développés. Dans cette revue, nous présentons les concepts clés qui fournissent un contexte pour le modèle AHV et analysons ensuite les approches expérimentales qui en ont été motivées. Des outils expérimentaux basés sur des réacteurs hydrothermaux, la microfluidique et les jardins chimiques ont été utilisés pour simuler les environnements des premières cheminées AHV sur la Terre hadienne (~4,0 Ga). De plus, il est notable que plusieurs travaux ont utilisé des techniques d'électrochimie pour étudier les phénomènes à l'interface cheminée-océan pour les premières cheminées AHV. Leurs résultats ont fourni des paramètres et des détails importants utilisés pour l'évaluation de la plausibilité du modèle AHV et pour son amélioration.

@article{doi103390life11080777,
    author = "Altair, Thiago et Borges, Luiz G. F. et Galante, Douglas et Varela, Hamilton",
    title = "Experimental Approaches for Testing the Hypothesis of the Emergence of Life at Submarine Alkaline Vents",
    year = "2021",
    journal = "Life",
    abstract = "Depuis les travaux expérimentaux pionniers réalisés par Urey et Miller il y a environ 70 ans, plusieurs travaux expérimentaux ont été développés pour aborder la question de l'origine de la vie sur la base de très peu d'hypothèses bien construites. Ces dernières années, l'attention s'est portée sur le modèle des cheminées hydrothermales alcalines (modèle AHV) pour l'émergence de la vie. Depuis les premiers travaux, des perspectives issues des sciences de la complexité, de la bioénergétique et de la thermodynamique ont été intégrées au modèle. Par conséquent, un grand nombre de travaux expérimentaux issus du modèle utilisant plusieurs outils ont été développés. Dans cette revue, nous présentons les concepts clés qui fournissent un contexte pour le modèle AHV et analysons ensuite les approches expérimentales qui en ont été motivées. Des outils expérimentaux basés sur des réacteurs hydrothermaux, la microfluidique et les jardins chimiques ont été utilisés pour simuler les environnements des premières cheminées AHV sur la Terre hadienne (\textasciitilde 4,0 Ga). De plus, il est notable que plusieurs travaux ont utilisé des techniques d'électrochimie pour étudier les phénomènes à l'interface cheminée-océan pour les premières cheminées AHV. Leurs résultats ont fourni des paramètres et des détails importants utilisés pour l'évaluation de la plausibilité du modèle AHV et pour son amélioration.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life11080777",
    doi = "10.3390/life11080777",
    openalex = "W3193123880",
    references = "baltscheffsky1981stepwise, branscomb2018frankenstein, doi101002bies201700179, doi101002bies201700182, doi1010160020711x94901198, doi101021cr0503658, doi101021cr2004844, doi101038191144a0, doi10103835084000, doi101038nrmicro1991, doi101039c3sc50205h, doi101126science1102556, doi101126science1303370245, doi101128mr5244524841988, doi103390life10110291, doi103390life11050429, doi103390life8040046, fox1995thermal"
}

"La soupe prébiotique" figure souvent dans les discussions sur la recherche de l'origine de la vie, tant en tant que concept théorique lors de l'examen des voies abiotiques menant aux briques biochimiques modernes, que, plus récemment, en tant que matière première dans des expériences de chimie prébiotique axées sur la découverte de processus émergents au niveau des systèmes, tels que la polymérisation, l'encapsulation et l'évolution. Cependant, jusqu'à présent, peu d'analyses systématiques ont été consacrées à la conception de mélanges prébiotiques bien justifiés, qui sont nécessaires pour faciliter la réplicabilité expérimentale et la comparaison entre chercheurs. Cet article explore les principes qui devraient être pris en compte lors du choix de mélanges chimiques pour les expériences de chimie prébiotique en examinant les conditions environnementales naturelles qui auraient pu créer de tels mélanges, puis suggère des directives raisonnables pour concevoir des recettes. Nous discutons à la fois des mélanges « assemblés », qui sont réalisés en mélangeant des produits chimiques de grade réactif, et des mélanges « synthétisés », qui sont générés directement à partir de synthèses prébiotiques primaires générant de la diversité. Nous abordons différentes préoccupations pratiques, notamment la manière de naviguer dans l'incertitude considérable de la chimie de la Terre primitive et la façon d'équilibrer le désir d'utiliser des mélanges prébiotiquement réalistes avec la faisabilité et la réplicabilité expérimentales. Des exemples de deux mélanges assemblés, l'un basé sur des matériaux probablement apportés par des météorites carbonées et l'autre basé sur une synthèse par décharge électrique, sont présentés pour illustrer ces défis. Nous explorons des procédures alternatives pour la fabrication de mélanges synthétisés en utilisant des systèmes de réactions chimiques récursives dont les tentatives de sortie visent à imiter la synthèse atmosphérique et géochimique. D'autres conditions expérimentales telles que le pH et la force ionique sont également examinées. Nous soutenons que le développement d'une poignée de recettes prébiotiques standardisées pourrait faciliter la coordination entre chercheurs et permettre l'identification des mécanismes les plus prometteurs par lesquels les mélanges prébiotiques complexes ont été « apprivoisés » lors de l'origine de la vie pour donner naissance à des processus vitaux clés tels que l'autopropagation, le traitement de l'information et l'évolution adaptative. Nous conclurons en plaidant pour le développement d'une base de données publique de chimie prébiotique contenant des méthodes expérimentales (y compris les recettes de soupe), des résultats et des pipelines analytiques pour analyser les mélanges prébiotiques complexes.

@article{doi103390life11111221,
    author = "Vincent, Lena et Colón‐Santos, Stephanie et Cleaves, Henderson James et Baum, David et Maurer, Sarah",
    title = "The Prebiotic Kitchen: A Guide to Composing Prebiotic Soup Recipes to Test Origins of Life Hypotheses",
    year = "2021",
    journal = "Life",
    abstract = {"La soupe prébiotique" figure souvent dans les discussions sur la recherche de l'origine de la vie, tant en tant que concept théorique lors de l'examen des voies abiotiques menant aux briques biochimiques modernes, que, plus récemment, en tant que matière première dans des expériences de chimie prébiotique axées sur la découverte de processus émergents au niveau des systèmes, tels que la polymérisation, l'encapsulation et l'évolution. Cependant, jusqu'à présent, peu d'analyses systématiques ont été consacrées à la conception de mélanges prébiotiques bien justifiés, qui sont nécessaires pour faciliter la réplicabilité expérimentale et la comparaison entre chercheurs. Cet article explore les principes qui devraient être pris en compte lors du choix de mélanges chimiques pour les expériences de chimie prébiotique en examinant les conditions environnementales naturelles qui auraient pu créer de tels mélanges, puis suggère des directives raisonnables pour concevoir des recettes. Nous discutons à la fois des mélanges « assemblés », qui sont réalisés en mélangeant des produits chimiques de grade réactif, et des mélanges « synthétisés », qui sont générés directement à partir de synthèses prébiotiques primaires générant de la diversité. Nous abordons différentes préoccupations pratiques, notamment la manière de naviguer dans l'incertitude considérable de la chimie de la Terre primitive et la façon d'équilibrer le désir d'utiliser des mélanges prébiotiquement réalistes avec la faisabilité et la réplicabilité expérimentales. Des exemples de deux mélanges assemblés, l'un basé sur des matériaux probablement apportés par des météorites carbonées et l'autre basé sur une synthèse par décharge électrique, sont présentés pour illustrer ces défis. Nous explorons des procédures alternatives pour la fabrication de mélanges synthétisés en utilisant des systèmes de réactions chimiques récursives dont les tentatives de sortie visent à imiter la synthèse atmosphérique et géochimique. D'autres conditions expérimentales telles que le pH et la force ionique sont également examinées. Nous soutenons que le développement d'une poignée de recettes prébiotiques standardisées pourrait faciliter la coordination entre chercheurs et permettre l'identification des mécanismes les plus prometteurs par lesquels les mélanges prébiotiques complexes ont été « apprivoisés » lors de l'origine de la vie pour donner naissance à des processus vitaux clés tels que l'autopropagation, le traitement de l'information et l'évolution adaptative. Nous conclurons en plaidant pour le développement d'une base de données publique de chimie prébiotique contenant des méthodes expérimentales (y compris les recettes de soupe), des résultats et des pipelines analytiques pour analyser les mélanges prébiotiques complexes.},
    url = "https://doi.org/10.3390/life11111221",
    doi = "10.3390/life11111221",
    openalex = "W3212542712",
    references = "doi103390life10030020"
}

Si la vie s'est développée dans des cheminées hydrothermales, elle l'aurait fait au sein de membranes minérales. Les premières proto-cellules auraient dû évoluer pour manipuler les membranes minérales qui ont formé leurs compartiments afin de contrôler leur métabolisme. Il doit y avoir eu une prise de pouvoir biologique des structures minérales auto-assemblées des cheminées, avec l'incorporation de molécules proto-biologiques au sein des membranes minérales pour modifier leurs propriétés aux fins de la vie. Ici, nous étudions un analogue de laboratoire de ce processus : la précipitation de jardins chimiques d'acides aminés (arginine et tryptophane) avec le sel métallique chlorure de fer et le silicate de sodium. Nous avons produit ces jardins chimiques à l'aide de différentes méthodologies afin de déterminer la dépendance de la morphologie et de la chimie aux conditions de croissance, ainsi que l'effet des acides aminés sur la formation du jardin chimique fer-silicate. Nous avons comparé les effets de la présence initiale d'acides aminés au sein du jardin chimique en formation, correspondant aux zones internes des cheminées hydrothermales, ou à l'extérieur, correspondant à l'océan environnant. La caractérisation des jardins chimiques formés par diffraction des rayons X, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, analyse élémentaire et microscopie électronique à balayage démontre la présence d'acides aminés dans ces structures. La méthode de croissance dans laquelle l'acide aminé est initialement dans la tablette avec le sel de fer est celle qui a généré des jardins chimiques contenant plus d'acides aminés dans leurs structures.

@article{doi101021acslangmuir2c01345,
    author = "Borrego‐Sánchez, Ana et Gutiérrez‐Ariza, Carlos et Sainz‐Díaz, C. Ignacio et Cartwright, Julyan H. E.",
    title = "L'effet de la présence d'acides aminés sur la précipitation de membranes de jardins chimiques inorganiques : biominéralisation à l'origine de la vie",
    year = "2022",
    journal = "Langmuir",
    abstract = "Si la vie s'est développée dans des cheminées hydrothermales, elle l'aurait fait au sein de membranes minérales. Les premières proto-cellules auraient dû évoluer pour manipuler les membranes minérales qui ont formé leurs compartiments afin de contrôler leur métabolisme. Il doit y avoir eu une prise de pouvoir biologique des structures minérales auto-assemblées des cheminées, avec l'incorporation de molécules proto-biologiques au sein des membranes minérales pour modifier leurs propriétés aux fins de la vie. Ici, nous étudions un analogue de laboratoire de ce processus : la précipitation de jardins chimiques d'acides aminés (arginine et tryptophane) avec le sel métallique chlorure de fer et le silicate de sodium. Nous avons produit ces jardins chimiques à l'aide de différentes méthodologies afin de déterminer la dépendance de la morphologie et de la chimie aux conditions de croissance, ainsi que l'effet des acides aminés sur la formation du jardin chimique fer-silicate. Nous avons comparé les effets de la présence initiale d'acides aminés au sein du jardin chimique en formation, correspondant aux zones internes des cheminées hydrothermales, ou à l'extérieur, correspondant à l'océan environnant. La caractérisation des jardins chimiques formés par diffraction des rayons X, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, analyse élémentaire et microscopie électronique à balayage démontre la présence d'acides aminés dans ces structures. La méthode de croissance dans laquelle l'acide aminé est initialement dans la tablette avec le sel de fer est celle qui a généré des jardins chimiques contenant plus d'acides aminés dans leurs structures.",
    url = "https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.2c01345",
    doi = "10.1021/acs.langmuir.2c01345",
    openalex = "W4292314302",
    references = "cartwright2019the"
}

@article{doi101038s41561022010671,
    author = "Barge, Laura M. et Price, R.E.",
    title = "Diverse geochemical conditions for prebiotic chemistry in shallow-sea alkaline hydrothermal vents",
    year = "2022",
    journal = "Nature Geoscience",
    url = "https://doi.org/10.1038/s41561-022-01067-1",
    doi = "10.1038/s41561-022-01067-1",
    openalex = "W4309760581",
    references = "doi103390life11050429"
}

Résumé Les minéraux de sulfure de fer (II) ont attiré l'attention au cours des dernières décennies en raison de leur pertinence dans les hypothèses concernant l'émergence de la vie sur la Terre primitive, il y a environ 4 milliards d'années. Dans la théorie des cheminées sous-marines, il a été proposé que ces minéraux, en particulier la mackinawite, aient joué un rôle clé dans les processus prébiotiques. On estime qu'ils sont présents dans un environnement électrochimique naturel, analogue à un système chimiosmotique, formé à l'interface entre l'océan primitif et l'intérieur des systèmes hydrothermaux alcalins, l'interface primitive cheminée-océan. Pour évaluer cette et d'autres hypothèses, des études voltamétriques ont été réalisées afin de mieux comprendre le comportement électrochimique des minéraux dans des conditions analogues à l'interface cheminée-océan. Les résultats préliminaires présentés ici indiquent que, dans la plage de potentiel estimée à exister à cette interface, la mackinawite peut se transformer en d'autres phases minérales et peut éventuellement coexister avec d'autres minéraux, résultant de son oxydation. Cela peut créer une diversité chimique locale. De plus, un protocole d'incorporation de nickel dans la structure de la mackinawite a été testé, aboutissant à une surface qui a montré un comportement intéressant en présence de CO2, bien que des expériences définitives soient nécessaires pour une compréhension plus approfondie de ce comportement. Dans l'ensemble, les résultats sont cohérents avec les résultats antérieurs sur les propriétés électrocatalytiques des matériaux Fe-Ni-S pour la réduction du CO2, et pourraient également conduire à l'émergence d'un protométabolisme sur la Terre primitive.

@article{doi10108826331357ac79e7,
    author = "Altair, Thiago et Galante, Douglas et Varela, Hamilton",
    title = "Investigation voltamétrique sur une surface de fer-(nickel)-soufre dans des conditions favorables à l'émergence de la vie",
    year = "2022",
    journal = "IOP SciNotes",
    abstract = "Résumé Les minéraux de sulfure de fer (II) ont attiré l'attention au cours des dernières décennies en raison de leur pertinence dans les hypothèses concernant l'émergence de la vie sur la Terre primitive, il y a environ 4 milliards d'années. Dans la théorie des cheminées sous-marines, il a été proposé que ces minéraux, en particulier la mackinawite, aient joué un rôle clé dans les processus prébiotiques. On estime qu'ils sont présents dans un environnement électrochimique naturel, analogue à un système chimiosmotique, formé à l'interface entre l'océan primitif et l'intérieur des systèmes hydrothermaux alcalins, l'interface primitive cheminée-océan. Pour évaluer cette et d'autres hypothèses, des études voltamétriques ont été réalisées afin de mieux comprendre le comportement électrochimique des minéraux dans des conditions analogues à l'interface cheminée-océan. Les résultats préliminaires présentés ici indiquent que, dans la plage de potentiel estimée à exister à cette interface, la mackinawite peut se transformer en d'autres phases minérales et peut éventuellement coexister avec d'autres minéraux, résultant de son oxydation. Cela peut créer une diversité chimique locale. De plus, un protocole d'incorporation de nickel dans la structure de la mackinawite a été testé, aboutissant à une surface qui a montré un comportement intéressant en présence de CO2, bien que des expériences définitives soient nécessaires pour une compréhension plus approfondie de ce comportement. Dans l'ensemble, les résultats sont cohérents avec les résultats antérieurs sur les propriétés électrocatalytiques des matériaux Fe-Ni-S pour la réduction du CO2, et pourraient également conduire à l'émergence d'un protométabolisme sur la Terre primitive.",
    url = "https://doi.org/10.1088/2633-1357/ac79e7",
    doi = "10.1088/2633-1357/ac79e7",
    openalex = "W4283068526",
    references = "doi103390life11080777"
}

Le concept d'habitabilité est maintenant largement utilisé pour décrire les zones d'un système solaire dans lesquelles des planètes avec de l'eau liquide peuvent maintenir la vie. Parce que l'habitabilité n'incorpore pas explicitement l'origine de la vie, cet article propose un nouveau mot - urabilité - qui se réfère aux conditions qui permettent à la vie de commencer. L'utilité du mot est testée en l'appliquant à des combinaisons de multiples facteurs géophysiques et géochimiques qui soutiennent des zones localisées plausibles qui sont propices aux réactions chimiques et aux processus d'assemblage moléculaire requis pour l'origine de la vie. Le concept de mondes urables, des corps planétaires qui peuvent soutenir l'émergence de la vie, est considéré pour les corps de notre propre système solaire et les exoplanètes au-delà.

@article{doi101089ast20210173,
    author = "Deamer, David W. et Cary, Francesca et Damer, Bruce",
    title = "Urability : une propriété des corps planétaires qui peuvent soutenir l'origine de la vie",
    year = "2022",
    journal = "Astrobiology",
    abstract = "Le concept d'habitabilité est maintenant largement utilisé pour décrire les zones d'un système solaire dans lesquelles des planètes avec de l'eau liquide peuvent maintenir la vie. Parce que l'habitabilité n'incorpore pas explicitement l'origine de la vie, cet article propose un nouveau mot - urabilité - qui se réfère aux conditions qui permettent à la vie de commencer. L'utilité du mot est testée en l'appliquant à des combinaisons de multiples facteurs géophysiques et géochimiques qui soutiennent des zones localisées plausibles qui sont propices aux réactions chimiques et aux processus d'assemblage moléculaire requis pour l'origine de la vie. Le concept de mondes urables, des corps planétaires qui peuvent soutenir l'émergence de la vie, est considéré pour les corps de notre propre système solaire et les exoplanètes au-delà.",
    url = "https://doi.org/10.1089/ast.2021.0173",
    doi = "10.1089/ast.2021.0173",
    openalex = "W4282915451",
    references = "doi103390life11050429"
}

Les expériences chimiques sur l'origine de la vie visent généralement à produire des produits finaux chimiques spécifiques tels que des acides aminés, des acides nucléiques ou des sucres. Les systèmes chimiques résultants n'évoluent ni ne s'adaptent car ils manquent de processus de sélection naturelle. Nous avons modifié les installations d'origine de la vie de Miller pour intégrer plusieurs facteurs de sélection physicochimiques prébiotiques naturels qui peuvent être testés individuellement ou en tandem : cycles de gel-dégel ; cycles de séchage-humidification ; cycles de lumière ultraviolette-obscurité ; et surfaces catalytiques telles que des argiles ou des minéraux. Chaque processus est déjà connu pour conduire à des réactions chimiques importantes sur l'origine de la vie telles que la production de peptides et la synthèse de bases d'acides nucléiques, et chacun peut également détruire divers réactifs et produits, entraînant une sélection au sein du système chimique. Aucune installation précédente n'a permis à tous ces processus de sélection de fonctionner ensemble. La synthèse et la sélection continues de produits peuvent être effectuées sur plusieurs mois car les installations peuvent être re-gazées. Ainsi, l'évolution chimique à long terme des écosystèmes chimiques sous diverses combinaisons de sélection naturelle peut être explorée pour la première fois. Nous soutenons qu'il est temps de commencer à expérimenter avec les effets à long terme de tels processus de sélection naturelle prébiotique car ils auraient pu aider la vie biotique à émerger en maîtrisant l'explosion chimique combinatoire qui résulte des synthèses chimiques illimitées.

@article{doi103390life12101508,
    author = "Root‐Bernstein, Robert et Brown, Adam W.",
    title = "Nouvelles installations pour intégrer les processus de sélection naturelle dans les expériences sur l'origine de la vie afin de produire des écosystèmes chimiques évoluant de manière adaptative",
    year = "2022",
    journal = "Life",
    abstract = "Les expériences chimiques sur l'origine de la vie visent généralement à produire des produits finaux chimiques spécifiques tels que des acides aminés, des acides nucléiques ou des sucres. Les systèmes chimiques résultants n'évoluent ni ne s'adaptent car ils manquent de processus de sélection naturelle. Nous avons modifié les installations d'origine de la vie de Miller pour intégrer plusieurs facteurs de sélection physicochimiques prébiotiques naturels qui peuvent être testés individuellement ou en tandem : cycles de gel-dégel ; cycles de séchage-humidification ; cycles de lumière ultraviolette-obscurité ; et surfaces catalytiques telles que des argiles ou des minéraux. Chaque processus est déjà connu pour conduire à des réactions chimiques importantes sur l'origine de la vie telles que la production de peptides et la synthèse de bases d'acides nucléiques, et chacun peut également détruire divers réactifs et produits, entraînant une sélection au sein du système chimique. Aucune installation précédente n'a permis à tous ces processus de sélection de fonctionner ensemble. La synthèse et la sélection continues de produits peuvent être effectuées sur plusieurs mois car les installations peuvent être re-gazées. Ainsi, l'évolution chimique à long terme des écosystèmes chimiques sous diverses combinaisons de sélection naturelle peut être explorée pour la première fois. Nous soutenons qu'il est temps de commencer à expérimenter avec les effets à long terme de tels processus de sélection naturelle prébiotique car ils auraient pu aider la vie biotique à émerger en maîtrisant l'explosion chimique combinatoire qui résulte des synthèses chimiques illimitées.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life12101508",
    doi = "10.3390/life12101508",
    openalex = "W4297477492",
    references = "doi103390life11080777"
}

L'adénosine triphosphate (ATP) pourrait être la petite molécule biologique la plus importante. Depuis sa découverte en 1929, l'ATP a été considérée comme le réservoir d'énergie de la vie. Cependant, ce composé signifie plus pour la vie. Sa légende commence à l'aube de la vie et dure jusqu'à aujourd'hui. L'ATP doit être le composant de base des ribozymes anciens et pourrait faciliter l'origine des protéines structurées. Chez les organismes existants, l'ATP continue de construire l'acide ribonucléique (ARN) et fonctionne comme un cofacteur protéique. L'ATP fonctionne également comme un hydrotrope biologique, ce qui pourrait maintenir les macromolécules solubles dans l'environnement primitif et réguler la séparation de phase dans les cellules modernes. Ces fonctions sont impliquées dans la pathogenèse des maladies liées au vieillissement et du cancer du sein, fournissant des indices pour découvrir des agents anti-vieillissement et des tactiques de médecine de précision pour le cancer du sein.

@article{doi103390metabo12050461,
    author = "Chu, Xin‐Yi et Xu, Yuanyuan et Tong, Xinyu et Wang, Gang et Zhang, Hongyu",
    title = "La Légende de l'ATP : De l'origine de la vie à la médecine de précision",
    year = "2022",
    journal = "Metabolites",
    abstract = "L'adénosine triphosphate (ATP) pourrait être la petite molécule biologique la plus importante. Depuis sa découverte en 1929, l'ATP a été considérée comme le réservoir d'énergie de la vie. Cependant, ce composé signifie plus pour la vie. Sa légende commence à l'aube de la vie et dure jusqu'à aujourd'hui. L'ATP doit être le composant de base des ribozymes anciens et pourrait faciliter l'origine des protéines structurées. Chez les organismes existants, l'ATP continue de construire l'acide ribonucléique (ARN) et fonctionne comme un cofacteur protéique. L'ATP fonctionne également comme un hydrotrope biologique, ce qui pourrait maintenir les macromolécules solubles dans l'environnement primitif et réguler la séparation de phase dans les cellules modernes. Ces fonctions sont impliquées dans la pathogenèse des maladies liées au vieillissement et du cancer du sein, fournissant des indices pour découvrir des agents anti-vieillissement et des tactiques de médecine de précision pour le cancer du sein.",
    url = "https://doi.org/10.3390/metabo12050461",
    doi = "10.3390/metabo12050461",
    openalex = "W4280649924",
    references = "doi103390life10030020"
}

La construction d'environnements hypothétiques pour produire des molécules organiques telles que des intermédiaires métaboliques ou des acides aminés fait l'objet de recherches en cours sur l'émergence de la vie. Les expériences spécifiquement axées sur une approche anabolique reposent généralement sur un catalyseur minéral pour faciliter l'approvisionnement en organiques qui auraient pu produire les briques prébiotiques de la vie. En alternative à un véritable système catalytique, un minéral pourrait être oxydé sacrificiellement lors de la production d'organiques, obligeant la vie émergente à se tourner vers des matériaux vierges pour chaque itération des processus métaboliques. L'objectif de cette perspective est d'examiner la littérature actuelle « métabolisme en premier » à travers le prisme de la chimie des matériaux pour évaluer la nécessité d'une activité catalytique plus élevée et d'analyses de matériaux. Alors que de nombreuses études élégantes ont détaillé la production de briques chimiques dans des conditions géologiquement plausibles et biologiquement pertinentes, peu semblent le faire avec des quantités sous-stœchiométriques de métaux ou de minéraux. Passer aux métaux sous-stœchiométriques avec des analyses de matériaux rigoureuses est nécessaire pour démontrer la viabilité d'un pilier évasif des hypothèses « métabolisme en premier » : la catalyse. Nous soulignons que les travaux futurs devraient viser à démontrer une charge de catalyseur réduite, une productivité accrue et/ou des analyses de matériaux rigoureuses pour prouver la catalyse véritable.

@article{doi101002chem202301447,
    author = "de Graaf, Ruvan et Decker, Yannick De et Sojo, Víctor et Hudson, Reuben",
    title = "Quantifying Catalysis at the Origin of Life**",
    year = "2023",
    journal = "Chemistry - A European Journal",
    abstract = "La construction d'environnements hypothétiques pour produire des molécules organiques telles que des intermédiaires métaboliques ou des acides aminés fait l'objet de recherches en cours sur l'émergence de la vie. Les expériences spécifiquement axées sur une approche anabolique reposent généralement sur un catalyseur minéral pour faciliter l'approvisionnement en organiques qui auraient pu produire les briques prébiotiques de la vie. En alternative à un véritable système catalytique, un minéral pourrait être oxydé sacrificiellement lors de la production d'organiques, obligeant la vie émergente à se tourner vers des matériaux vierges pour chaque itération des processus métaboliques. L'objectif de cette perspective est d'examiner la littérature actuelle « métabolisme en premier » à travers le prisme de la chimie des matériaux pour évaluer la nécessité d'une activité catalytique plus élevée et d'analyses de matériaux. Alors que de nombreuses études élégantes ont détaillé la production de briques chimiques dans des conditions géologiquement plausibles et biologiquement pertinentes, peu semblent le faire avec des quantités sous-stœchiométriques de métaux ou de minéraux. Passer aux métaux sous-stœchiométriques avec des analyses de matériaux rigoureuses est nécessaire pour démontrer la viabilité d'un pilier évasif des hypothèses « métabolisme en premier » : la catalyse. Nous soulignons que les travaux futurs devraient viser à démontrer une charge de catalyseur réduite, une productivité accrue et/ou des analyses de matériaux rigoureuses pour prouver la catalyse véritable.",
    url = "https://doi.org/10.1002/chem.202301447",
    doi = "10.1002/chem.202301447",
    openalex = "W4385799227",
    references = "doi103390life10030020, doi103390life8040046"
}

@article{doi101016jbiosystems2023104927,
    author = "Fields, Chris et Levin, Michael",
    title = "Développement régulatoire comme modèle pour l'origine de la vie et les études sur la vie artificielle",
    year = "2023",
    journal = "Biosystems",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.biosystems.2023.104927",
    doi = "10.1016/j.biosystems.2023.104927",
    openalex = "W4377101719",
    references = "doi103390life10040042"
}

Les sources alcalines (AS) sont supposées avoir constitué un cadre pour l'émergence de la vie, en créant de forts gradients à travers des membranes inorganiques au sein de structures de cheminées. Par le passé, des structures de cheminées tridimensionnelles ont été formées dans des conditions de laboratoire ; cependant, aucune visualisation ou test in situ des gradients n'était possible. Nous avons développé un modèle microfluidique quasi-bidimensionnel des AS qui permet une visualisation spatio-temporelle de la précipitation minérale dans des expériences à faible volume. Lors de l'injection d'un fluide alcaline dans une solution acide riche en fer, nous observons un ensemble diversifié de morphologies de précipitation, principalement contrôlées par le débit et la concentration ionique. En utilisant l'imagerie au microscope et des colorants dépendants du pH, nous montrons que les précipités en forme de doigts peuvent faciliter la formation et le maintien de gradients de pH à l'échelle microscopique et l'accumulation de particules dispersées dans des géométries confinées. Nos résultats établissent un modèle pour investiguer le potentiel des gradients à travers une frontière semi-perméable pour la compartimentalisation précoce, l'accumulation et les réactions chimiques aux origines de la vie.

@article{doi101126sciadvadi1884,
    author = "Weingart, Maximilian et Chen, Siyu et Donat, Clara et Helmbrecht, Vanessa et Orsi, William D. et Braun, Dieter et Alim, Karen",
    title = "Recréation de sources alcalines en deux dimensions pour étudier les gradients de pH, la morphologie de précipitation et l'accumulation de molécules",
    year = "2023",
    journal = "Science Advances",
    abstract = "Les sources alcalines (AS) sont supposées avoir constitué un cadre pour l'émergence de la vie, en créant de forts gradients à travers des membranes inorganiques au sein de structures de cheminées. Par le passé, des structures de cheminées tridimensionnelles ont été formées dans des conditions de laboratoire ; cependant, aucune visualisation ou test in situ des gradients n'était possible. Nous avons développé un modèle microfluidique quasi-bidimensionnel des AS qui permet une visualisation spatio-temporelle de la précipitation minérale dans des expériences à faible volume. Lors de l'injection d'un fluide alcaline dans une solution acide riche en fer, nous observons un ensemble diversifié de morphologies de précipitation, principalement contrôlées par le débit et la concentration ionique. En utilisant l'imagerie au microscope et des colorants dépendants du pH, nous montrons que les précipités en forme de doigts peuvent faciliter la formation et le maintien de gradients de pH à l'échelle microscopique et l'accumulation de particules dispersées dans des géométries confinées. Nos résultats établissent un modèle pour investiguer le potentiel des gradients à travers une frontière semi-perméable pour la compartimentalisation précoce, l'accumulation et les réactions chimiques aux origines de la vie.",
    url = "https://doi.org/10.1126/sciadv.adi1884",
    doi = "10.1126/sciadv.adi1884",
    openalex = "W4387164918",
    references = "doi101016jearscirev2021103910, doi103390life11080777"
}

La serpentinisation dans les cheminées hydrothermales est centrale pour certaines théories autotrophes sur l'origine de la vie car elle génère des compartiments, des réducteurs, des catalyseurs et des gradients. Pendant le processus de serpentinisation, l'eau circule à travers les systèmes hydrothermaux dans la croûte où elle oxyde le Fe (II) dans les minéraux ultramafiques pour générer des minéraux de Fe (III) et H 2. L'hydrogène moléculaire peut, à son tour, servir de source d'électrons librement diffusible pour la réduction du CO 2 en composés organiques, à condition que des catalyseurs appropriés soient présents. En utilisant des catalyseurs synthétisés naturellement dans les cheminées hydrothermales pendant la serpentinisation, H 2 réduit le CO 2 en formiate, acétate, pyruvate et méthane. Ces composés représentent le squelette du métabolisme du carbone et de l'énergie microbien chez les acétogènes et les méthanogènes, des chimioolithoautotrophes strictement anaérobies qui utilisent la voie de fixation du CO 2 de l'acétyl-CoA et qui habitent aujourd'hui des environnements serpentinisants. La serpentinisation génère du carbone réduit, de l'azote réduit et - comme le suggèrent de nouvelles découvertes - des composés de phosphore réduit qui étaient probablement favorables au processus d'origine. De plus, elle donne naissance à des microcompartiments inorganiques et à des gradients de protons de la bonne polarité et d'une magnitude suffisante pour soutenir la synthèse chimiosmotique d'ATP par l'ATP synthase rotor-stator. Cela aiderait à expliquer pourquoi le principe d'exploitation de l'énergie chimiosmotique est plus conservé (plus ancien) que la machinerie pour générer des gradients d'ions via des pompes couplées à des réactions chimiques exergoniques, ce qui, dans le cas des acétogènes et des méthanogènes, implique une réduction du CO 2 dépendante de H 2. Des systèmes serpentinisants existent dans les environnements terrestres et océaniques profonds. Sur la Terre primitive, ils étaient probablement plus abondants qu'aujourd'hui. Il existe des preuves que la serpentinisation s'est produite autrefois sur Mars et qu'elle se produit probablement toujours sur la lune glacée d'Encelade de Saturne, offrant une perspective sur la serpentinisation comme source de réducteurs, de catalyseurs et de déséquilibre chimique pour la vie sur d'autres mondes.

@article{doi103389fmicb20231257597,
    author = "Schwander, Loraine et Brabender, Max et Mrnjavac, Natalia et Wimmer, Jessica L. E. et Preiner, Martina et Martin, William",
    title = "La serpentinisation comme source d'énergie, d'électrons, d'organiques, de catalyseurs, de nutriments et de gradients de pH pour l'origine de LUCA et de la vie",
    year = "2023",
    journal = "Frontiers in Microbiology",
    abstract = "La serpentinisation dans les cheminées hydrothermales est centrale pour certaines théories autotrophes sur l'origine de la vie car elle génère des compartiments, des réducteurs, des catalyseurs et des gradients. Pendant le processus de serpentinisation, l'eau circule à travers les systèmes hydrothermaux dans la croûte où elle oxyde le Fe (II) dans les minéraux ultramafiques pour générer des minéraux de Fe (III) et H 2. L'hydrogène moléculaire peut, à son tour, servir de source d'électrons librement diffusible pour la réduction du CO 2 en composés organiques, à condition que des catalyseurs appropriés soient présents. En utilisant des catalyseurs synthétisés naturellement dans les cheminées hydrothermales pendant la serpentinisation, H 2 réduit le CO 2 en formiate, acétate, pyruvate et méthane. Ces composés représentent le squelette du métabolisme du carbone et de l'énergie microbien chez les acétogènes et les méthanogènes, des chimioolithoautotrophes strictement anaérobies qui utilisent la voie de fixation du CO 2 de l'acétyl-CoA et qui habitent aujourd'hui des environnements serpentinisants. La serpentinisation génère du carbone réduit, de l'azote réduit et - comme le suggèrent de nouvelles découvertes - des composés de phosphore réduit qui étaient probablement favorables au processus d'origine. De plus, elle donne naissance à des microcompartiments inorganiques et à des gradients de protons de la bonne polarité et d'une magnitude suffisante pour soutenir la synthèse chimiosmotique d'ATP par l'ATP synthase rotor-stator. Cela aiderait à expliquer pourquoi le principe d'exploitation de l'énergie chimiosmotique est plus conservé (plus ancien) que la machinerie pour générer des gradients d'ions via des pompes couplées à des réactions chimiques exergoniques, ce qui, dans le cas des acétogènes et des méthanogènes, implique une réduction du CO 2 dépendante de H 2. Des systèmes serpentinisants existent dans les environnements terrestres et océaniques profonds. Sur la Terre primitive, ils étaient probablement plus abondants qu'aujourd'hui. Il existe des preuves que la serpentinisation s'est produite autrefois sur Mars et qu'elle se produit probablement toujours sur la lune glacée d'Encelade de Saturne, offrant une perspective sur la serpentinisation comme source de réducteurs, de catalyseurs et de déséquilibre chimique pour la vie sur d'autres mondes.",
    url = "https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1257597",
    doi = "10.3389/fmicb.2023.1257597",
    openalex = "W4387305102",
    references = "doi101073pnas1916109117, doi101098rsta20180421, openalexw287848292"
}

L'origine de la vie est l'une des questions les plus fondamentales de l'humanité. Elle a été et est toujours abordée par une large gamme de chercheurs de différents domaines, avec différentes approches et idées sur la manière dont elle s'est produite. Ce qui reste incomplet, c'est les informations contraintes sur l'environnement et les conditions régnant sur la Terre hadéenne, en particulier sur les ingrédients inorganiques disponibles, et la stabilité et la longévité des divers environnements suggérés comme lieux d'émergence de la vie, ainsi que sur la cinétique et les vitesses des étapes prébiotiques menant à la vie. Cette contribution passe en revue notre compréhension actuelle de la scène géologique dans laquelle la vie est apparue sur Terre, en se concentrant spécifiquement sur les détails concernant les environnements et les échelles de temps disponibles pour les réactions prébiotiques, dans le but de fournir aux expérimentateurs des contraintes plus spécifiques. Après avoir posé le décor, nous évoquons les questions toujours ouvertes sur l'origine de la vie : la vie a-t-elle commencé sous forme organique ou minéralogique ? Si organiquement, quelle était l'origine des constituants organiques de la vie ? Qu'est-ce qui est venu en premier, le métabolisme ou la réplication ? Quelle était l'échelle de temps pour l'émergence de la vie ? Nous concluons que la voie à suivre pour la chimie prébiotique est une approche fusionnant géologie et chimie, c'est-à-dire loin de l'équilibre, cycle humide-sèche (soit exposition subaérienne soit déshydratation par chélation aux surfaces minérales) de réactions organiques se produisant de manière répétée et itérative sur des surfaces minérales dans des conditions similaires à celles des sources hydrothermales.

@article{doi103389fspas20221095701,
    author = "Westall, Francès et Brack, André et Fairén, Alberto González et Schulte, M.",
    title = "Setting the geological scene for the origin of life and continuing open questions about its emergence",
    year = "2023",
    journal = "Frontiers in Astronomy and Space Sciences",
    abstract = "L'origine de la vie est l'une des questions les plus fondamentales de l'humanité. Elle a été et est toujours abordée par une large gamme de chercheurs de différents domaines, avec différentes approches et idées sur la manière dont elle s'est produite. Ce qui reste incomplet, c'est les informations contraintes sur l'environnement et les conditions régnant sur la Terre hadéenne, en particulier sur les ingrédients inorganiques disponibles, et la stabilité et la longévité des divers environnements suggérés comme lieux d'émergence de la vie, ainsi que sur la cinétique et les vitesses des étapes prébiotiques menant à la vie. Cette contribution passe en revue notre compréhension actuelle de la scène géologique dans laquelle la vie est apparue sur Terre, en se concentrant spécifiquement sur les détails concernant les environnements et les échelles de temps disponibles pour les réactions prébiotiques, dans le but de fournir aux expérimentateurs des contraintes plus spécifiques. Après avoir posé le décor, nous évoquons les questions toujours ouvertes sur l'origine de la vie : la vie a-t-elle commencé sous forme organique ou minéralogique ? Si organiquement, quelle était l'origine des constituants organiques de la vie ? Qu'est-ce qui est venu en premier, le métabolisme ou la réplication ? Quelle était l'échelle de temps pour l'émergence de la vie ? Nous concluons que la voie à suivre pour la chimie prébiotique est une approche fusionnant géologie et chimie, c'est-à-dire loin de l'équilibre, cycle humide-sèche (soit exposition subaérienne soit déshydratation par chélation aux surfaces minérales) de réactions organiques se produisant de manière répétée et itérative sur des surfaces minérales dans des conditions similaires à celles des sources hydrothermales.",
    url = "https://doi.org/10.3389/fspas.2022.1095701",
    doi = "10.3389/fspas.2022.1095701",
    openalex = "W4313560149",
    references = "doi101007s1121401906248, doi101016jprecamres201804007"
}

Résumé L'origine de la vie (OoL) a toujours été un sujet mystérieux et difficile qui intrigue les êtres humains. Les minéraux argileux possèdent des propriétés uniques et une large répartition dans les environnements de la Terre primitive. Ils peuvent non seulement adsorber de petites molécules biologiques pour catalyser leur polymérisation, mais jouer également un rôle actif dans la formation et l'évolution des protocellules. Dans cette revue, les progrès de la recherche sur les interactions entre les minéraux argileux, les biomolécules et les structures complexes de protocellules dans le domaine de l'origine de la vie, basés sur la théorie de l'évolution chimique, sont résumés. Les types, structures et propriétés des minéraux argileux, des molécules biologiques et des modèles de protocellules liés à l'origine de la vie sont présentés en détail. Le mécanisme d'interaction entre les minéraux argileux et les molécules biologiques, la construction des protocellules et le rôle des minéraux argileux dans la formation, la structure et la stabilité des protocellules sont décrits systématiquement. Enfin, les priorités de recherche futures et les défis dans le domaine de l'origine de la vie basés sur les minéraux argileux, les biomolécules et les protocellules sont discutés. Il est souhaité que cette revue puisse faire progresser l'exploration de l'origine de la vie sous un nouvel angle, et puisse également apporter des découvertes et des idées intéressantes à la recherche interdisciplinaire en sciences des matériaux, biologie, chimie et autres disciplines connexes. Les minéraux argileux ont une variété d'interactions avec les petites biomolécules, qui peuvent être utilisées comme modèles structuraux et fonctionnels pour promouvoir la synthèse organique des biomolécules et la formation et l'évolution des protocellules, jouant un rôle non négligeable dans le domaine de l'origine de la vie.

@article{doi101002adfm202406210,
    author = "Yan, Ying et Yang, Huaming",
    title = "Interactions of Clay Minerals with Biomolecules and Protocells Complex Structures in the Origin of Life: A Review",
    year = "2024",
    journal = "Advanced Functional Materials",
    abstract = "Résumé L'origine de la vie (OoL) a toujours été un sujet mystérieux et difficile qui intrigue les êtres humains. Les minéraux argileux possèdent des propriétés uniques et une large répartition dans les environnements de la Terre primitive. Ils peuvent non seulement adsorber de petites molécules biologiques pour catalyser leur polymérisation, mais jouer également un rôle actif dans la formation et l'évolution des protocellules. Dans cette revue, les progrès de la recherche sur les interactions entre les minéraux argileux, les biomolécules et les structures complexes de protocellules dans le domaine de l'origine de la vie, basés sur la théorie de l'évolution chimique, sont résumés. Les types, structures et propriétés des minéraux argileux, des molécules biologiques et des modèles de protocellules liés à l'origine de la vie sont présentés en détail. Le mécanisme d'interaction entre les minéraux argileux et les molécules biologiques, la construction des protocellules et le rôle des minéraux argileux dans la formation, la structure et la stabilité des protocellules sont décrits systématiquement. Enfin, les priorités de recherche futures et les défis dans le domaine de l'origine de la vie basés sur les minéraux argileux, les biomolécules et les protocellules sont discutés. Il est souhaité que cette revue puisse faire progresser l'exploration de l'origine de la vie sous un nouvel angle, et puisse également apporter des découvertes et des idées intéressantes à la recherche interdisciplinaire en sciences des matériaux, biologie, chimie et autres disciplines connexes. Les minéraux argileux ont une variété d'interactions avec les petites biomolécules, qui peuvent être utilisées comme modèles structuraux et fonctionnels pour promouvoir la synthèse organique des biomolécules et la formation et l'évolution des protocellules, jouant un rôle non négligeable dans le domaine de l'origine de la vie.",
    url = "https://doi.org/10.1002/adfm.202406210",
    doi = "10.1002/adfm.202406210",
    openalex = "W4400869036",
    references = "doi101016jbiosystems2019104063, doi101089ast20210162"
}

@article{doi101038d41586024005444,
    author = "Lane, Nick et Xavier, Joana C.",
    title = "Pour élucider l'origine de la vie, considérez les résultats comme des pièces d'un puzzle plus vaste",
    year = "2024",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/d41586-024-00544-4",
    doi = "10.1038/d41586-024-00544-4",
    openalex = "W4392168243",
    references = "doi103390life10030020"
}

L'origine de la vie a nécessité des compartiments délimités par des membranes pour permettre la séparation et la concentration de la biochimie interne par rapport à l'environnement externe et établir des gradients ioniques exploitant l'énergie. Les molécules amphiphiles à longue chaîne, telles que les acides gras, semblent être de solides candidats pour avoir formé les premières membranes cellulaires, bien que leur mode de génération initial reste incertain. Ici, nous montrons que la réaction entre l'hydrogène dissous et le bicarbonate avec le minéral riche en fer magnétite, dans des conditions de flux continu, de pH alcalin et de températures relativement basses (90 °C), génère une gamme de composés aliphatiques à longue chaîne fonctionnalisés, y compris des acides gras mixtes d'une longueur allant jusqu'à 18 atomes de carbone. Les molécules organiques amphiphiles formant des membranes, générées facilement dans la première vie cellulaire, auraient pu être pilotées par une chimie similaire issue du mélange d'eau riche en bicarbonate (équilibrée avec une atmosphère enrichie en dioxyde de carbone) et de fluides alcalins riches en hydrogène alimentés par la serpentinisation de la croûte primitive riche en fer de la Terre.

@article{doi101038s43247023011964,
    author = "Purvis, Graham et Šiller, Lidija et Crosskey, Archie et Vincent, J. Bryan et Wills, Corinne et Sheriff, Jake et Xavier, Cijo M. et Telling, Jon",
    title = "ARTICLE RETIRÉ : Génération d'acides gras à longue chaîne par réduction du bicarbonate pilotée par l'hydrogène dans les vents hydrothermaux alcalins anciens",
    year = "2024",
    journal = "Communications Earth \& Environment",
    abstract = "L'origine de la vie a nécessité des compartiments délimités par des membranes pour permettre la séparation et la concentration de la biochimie interne par rapport à l'environnement externe et établir des gradients ioniques exploitant l'énergie. Les molécules amphiphiles à longue chaîne, telles que les acides gras, semblent être de solides candidats pour avoir formé les premières membranes cellulaires, bien que leur mode de génération initial reste incertain. Ici, nous montrons que la réaction entre l'hydrogène dissous et le bicarbonate avec le minéral riche en fer magnétite, dans des conditions de flux continu, de pH alcalin et de températures relativement basses (90 °C), génère une gamme de composés aliphatiques à longue chaîne fonctionnalisés, y compris des acides gras mixtes d'une longueur allant jusqu'à 18 atomes de carbone. Les molécules organiques amphiphiles formant des membranes, générées facilement dans la première vie cellulaire, auraient pu être pilotées par une chimie similaire issue du mélange d'eau riche en bicarbonate (équilibrée avec une atmosphère enrichie en dioxyde de carbone) et de fluides alcalins riches en hydrogène alimentés par la serpentinisation de la croûte primitive riche en fer de la Terre.",
    url = "https://doi.org/10.1038/s43247-023-01196-4",
    doi = "10.1038/s43247-023-01196-4",
    openalex = "W4390819649",
    references = "doi103390life10110291"
}

Résumé Le champ hydrothermal de Strytan (SHF) dans un terrain basalte en Islande est l'un des systèmes de cheminées hydrothermales sous-marines alcalines existants favorisés comme analogues pour l'endroit où la vie sur Terre aurait pu commencer. Pour tester cette hypothèse, nous analysons la composition, la structure et la minéralogie d'échantillons provenant de cheminées hydrothermales générées au SHF. Nous constatons que les précipités de cheminée sont composés de silicates de magnésium, y compris des argiles du groupe saponite-stevensite (magnésium et silicium élevés, fer et aluminium faibles), des carbonates de calcium et des sulfates de calcium. Les cheminées comprennent des structures perméables avec des tailles de pores allant jusqu'à 1 µm ou moins. Leurs intérieurs complexes, observés par microscopie électronique à balayage (SEM) et tomographie assistée par rayons X (CT), présentent de grandes surfaces internes. L'analyse EDX (spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie) révèle une augmentation du rapport Mg/Si vers les extérieurs de la cheminée. Les expériences d'analogues de jardins chimiques produisent des cheminées de silicates de magnésium similaires avec des structures internes poreuses, indiquant que les expériences d'injection-précipitation peuvent être des analogues de haute fidélité pour les cheminées hydrothermales naturelles au SHF. Nous concluons que les cheminées du SHF auraient pu faciliter des réactions prébiotiques comparables à celles proposées pour les argiles et les gels de silice aux vents alcalins supposés du Hadeen à l'Eoarchéen. L'analyse de la dynamique des fluides montre que ces cheminées sont intermédiaires en taux de croissance par rapport aux black smokers plus rapides, bien que plus lentes que celles de Lost City. Le SHF est proposé comme analogue de vent alcalin prébiotique pour les terrains basaltiques sur la Terre primitive.

@article{doi101186s4064502300603w,
    author = "Gutiérrez‐Ariza, Carlos et Barge, Laura M. et Ding, Yang et Cardoso, Silvana S. S. et McGlynn, Shawn E. et Nakamura, Ryuhei et Giovanelli, Donato et Price, R.E. et Lee, Hye‐Eun et Huertas, F. Javier et Sainz‐Díaz, C. Ignacio et Cartwright, Julyan H. E.",
    title = "Magnesium silicate chimneys at the Strytan hydrothermal field, Iceland, as analogues for prebiotic chemistry at alkaline submarine hydrothermal vents on the early Earth",
    year = "2024",
    journal = "Progress in Earth and Planetary Science",
    abstract = "Résumé Le champ hydrothermal de Strytan (SHF) dans un terrain basalte en Islande est l'un des systèmes de cheminées hydrothermales sous-marines alcalines existants favorisés comme analogues pour l'endroit où la vie sur Terre aurait pu commencer. Pour tester cette hypothèse, nous analysons la composition, la structure et la minéralogie d'échantillons provenant de cheminées hydrothermales générées au SHF. Nous constatons que les précipités de cheminée sont composés de silicates de magnésium, y compris des argiles du groupe saponite-stevensite (magnésium et silicium élevés, fer et aluminium faibles), des carbonates de calcium et des sulfates de calcium. Les cheminées comprennent des structures perméables avec des tailles de pores allant jusqu'à 1 µm ou moins. Leurs intérieurs complexes, observés par microscopie électronique à balayage (SEM) et tomographie assistée par rayons X (CT), présentent de grandes surfaces internes. L'analyse EDX (spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie) révèle une augmentation du rapport Mg/Si vers les extérieurs de la cheminée. Les expériences d'analogues de jardins chimiques produisent des cheminées de silicates de magnésium similaires avec des structures internes poreuses, indiquant que les expériences d'injection-précipitation peuvent être des analogues de haute fidélité pour les cheminées hydrothermales naturelles au SHF. Nous concluons que les cheminées du SHF auraient pu faciliter des réactions prébiotiques comparables à celles proposées pour les argiles et les gels de silice aux vents alcalins supposés du Hadeen à l'Eoarchéen. L'analyse de la dynamique des fluides montre que ces cheminées sont intermédiaires en taux de croissance par rapport aux black smokers plus rapides, bien que plus lentes que celles de Lost City. Le SHF est proposé comme analogue de vent alcalin prébiotique pour les terrains basaltiques sur la Terre primitive.",
    url = "https://doi.org/10.1186/s40645-023-00603-w",
    doi = "10.1186/s40645-023-00603-w",
    openalex = "W4392298409",
    references = "doi101016jearscirev2021103910, doi103389fmicb20231145915"
}

Le rôle de la théorie de l'évolution à l'origine de la vie est un sujet largement débattu. L'origine et le développement précoce de la vie sont généralement séparés en une phase prébiotique et une phase protocellulaire, aboutissant finalement au Dernier Ancêtre Commun Universel. Il est probable que le Dernier Ancêtre Commun Universel ait été soumis à l'évolution darwinienne, mais la question demeure dans quelle mesure l'évolution darwinienne s'applique aux phases prébiotique et protocellulaire. Dans cette revue, nous réfléchissons à l'état actuel de la théorie de l'évolution dans la recherche sur l'origine de la vie en réunissant la philosophie des sciences, la biologie évolutive et la recherche empirique dans le domaine de l'origine. Nous explorons les différentes manières dont la théorie de l'évolution a été étendue au-delà de la biologie ; nous examinons comment ces extensions s'appliquent au développement prébiotique du (proto)métabolisme ; et nous investiguons comment la terminologie de la théorie de l'évolution est actuellement employée dans la recherche de pointe sur l'origine de la vie. En faisant cela, nous identifions certains des obstacles actuels à une explication évolutive de l'origine de la vie, ainsi que de nouvelles voies de recherche.

@article{doi103390life14020175,
    author = "Schoenmakers, Ludo L. J. et Reydon, Thomas A. C. et Kirschning, Andreas",
    title = "Évolution à l'origine de la vie ?",
    year = "2024",
    journal = "Life",
    abstract = "Le rôle de la théorie de l'évolution à l'origine de la vie est un sujet largement débattu. L'origine et le développement précoce de la vie sont généralement séparés en une phase prébiotique et une phase protocellulaire, aboutissant finalement au Dernier Ancêtre Commun Universel. Il est probable que le Dernier Ancêtre Commun Universel ait été soumis à l'évolution darwinienne, mais la question demeure dans quelle mesure l'évolution darwinienne s'applique aux phases prébiotique et protocellulaire. Dans cette revue, nous réfléchissons à l'état actuel de la théorie de l'évolution dans la recherche sur l'origine de la vie en réunissant la philosophie des sciences, la biologie évolutive et la recherche empirique dans le domaine de l'origine. Nous explorons les différentes manières dont la théorie de l'évolution a été étendue au-delà de la biologie ; nous examinons comment ces extensions s'appliquent au développement prébiotique du (proto)métabolisme ; et nous investiguons comment la terminologie de la théorie de l'évolution est actuellement employée dans la recherche de pointe sur l'origine de la vie. En faisant cela, nous identifions certains des obstacles actuels à une explication évolutive de l'origine de la vie, ainsi que de nouvelles voies de recherche.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life14020175",
    doi = "10.3390/life14020175",
    openalex = "W4391224728",
    references = "doi101007s1121401906248"
}

Le chemin de l'origine de la vie à l'émergence de la cellule eucaryote a été long et complexe, et il est rarement traité dans une seule publication. Ici, nous offrons un aperçu de ce chemin, en reconnaissant qu'il existe des points de désaccord et que de nombreuses transitions sont encore enveloppées dans le mystère. Nous supposons que la vie s'est développée dans des microchambres d'un système de vent hydrothermal alcalin. Les réactions initiales simples ont été intégrées dans des réseaux alimentaires générés de manière réflexive et autocatalytique plus sophistiqués (RAFs), posant les fondements du métabolisme anastomosé de la vie, et éventuellement de l'origine de l'ARN, qui fonctionnait comme un dépôt génétique et comme un catalyseur (ribozymes). Finalement, la synthèse des protéines s'est développée, conduisant à ce que la biologie de la vie soit dominée par les enzymes et non par les ribozymes. L'innovation enzymatique ultérieure a inclus l'ATP synthase, qui génère de l'ATP, alimentée par le gradient de protons entre le flux de vent alcalin et la mer acide. Ce gradient a ensuite été internalisé via l'évolution de la chaîne de transport d'électrons, une préadaptation pour l'émergence ultérieure des créatures du vent de leurs berceaux de microchambres. Les différences entre les bactéries et les archées suggèrent que la cellularisation s'est développée au moins deux fois. Plus tard, le développement de la phosphorylation oxydative chez les bactéries et le développement de protéines pour stabiliser l'ADN chez les archées ont posé les fondements de la fusion qui a conduit à la formation des cellules eucaryotes.

@article{doi103390life14020226,
    author = "Brunk, Clifford F. and Marshall, Charles R.",
    title = "Opinion: The Key Steps in the Origin of Life to the Formation of the Eukaryotic Cell",
    year = "2024",
    journal = "Life",
    abstract = "The path from life's origin to the emergence of the eukaryotic cell was long and complex, and as such it is rarely treated in one publication. Here, we offer a sketch of this path, recognizing that there are points of disagreement and that many transitions are still shrouded in mystery. We assume life developed within microchambers of an alkaline hydrothermal vent system. Initial simple reactions were built into more sophisticated reflexively autocatalytic food-generated networks (RAFs), laying the foundation for life's anastomosing metabolism, and eventually for the origin of RNA, which functioned as a genetic repository and as a catalyst (ribozymes). Eventually, protein synthesis developed, leading to life's biology becoming dominated by enzymes and not ribozymes. Subsequent enzymatic innovation included ATP synthase, which generates ATP, fueled by the proton gradient between the alkaline vent flux and the acidic sea. This gradient was later internalized via the evolution of the electron transport chain, a preadaptation for the subsequent emergence of the vent creatures from their microchamber cradles. Differences between bacteria and archaea suggests cellularization evolved at least twice. Later, the bacterial development of oxidative phosphorylation and the archaeal development of proteins to stabilize its DNA laid the foundation for the merger that led to the formation of eukaryotic cells.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life14020226",
    doi = "10.3390/life14020226",
    openalex = "W4391530903",
    references = "doi101073pnas2300491120"
}

La quête de l'humanité pour comprendre pourquoi et comment la vie est apparue sur la planète Terre remonte aux temps préhistoriques. Au début du XIXe siècle, la biologie empirique a commencé à aborder cette question, donnant naissance à la fois à la théorie de l'évolution de Charles Darwin et au paradigme selon lequel le déclencheur crucial ayant mis la vie sur sa voie a été l'apparition de molécules organiques. Parallèlement à ces développements dans les sciences biologiques, la physique et la chimie physique ont vu les lois fondamentales de la thermodynamique être élucidées. Vers la fin du XIXe siècle et durant la première moitié du XXe siècle, les tensions entre la thermodynamique et le « paradigme des molécules organiques » sont devenues de plus en plus difficiles à ignorer, culminant avec la formulation en 1944 par Erwin Schrödinger d'une vision de la vie conforme à la thermodynamique et, par conséquent, des prérequis pour son apparition. Nous examinerons d'abord les principales étapes marquantes au cours des 200 dernières années dans les sciences biologiques et physiques, pertinentes pour donner du sens à la vie et à ses origines, puis discuterons de la réévaluation plus récente de l'importance relative des ions métalliques par rapport aux molécules organiques dans l'exécution des processus essentiels d'une cellule vivante. Sur la base de cette réévaluation et de la compréhension moderne de la conversion de l'énergie libre biologique (c'est-à-dire la bioénergétique), nous considérons que les scénarios dans lesquels la vie émerge d'un processus chimiosmotique abiotique sont à la fois conformes à la thermodynamique et les plus parcimonieux proposés à ce jour.

@article{doi103390life14050607,
    author = "Nitschke, Wolfgang et Farr, Orion et Gaudu, Nil et Truong, Chloé et Guyot, François et Russell, Michael J. et Duval, Simon",
    title = "The Winding Road from Origin to Emergence (of Life)",
    year = "2024",
    journal = "Life",
    abstract = "La quête de l'humanité pour comprendre pourquoi et comment la vie est apparue sur la planète Terre remonte aux temps préhistoriques. Au début du XIXe siècle, la biologie empirique a commencé à aborder cette question, donnant naissance à la fois à la théorie de l'évolution de Charles Darwin et au paradigme selon lequel le déclencheur crucial ayant mis la vie sur sa voie a été l'apparition de molécules organiques. Parallèlement à ces développements dans les sciences biologiques, la physique et la chimie physique ont vu les lois fondamentales de la thermodynamique être élucidées. Vers la fin du XIXe siècle et durant la première moitié du XXe siècle, les tensions entre la thermodynamique et le « paradigme des molécules organiques » sont devenues de plus en plus difficiles à ignorer, culminant avec la formulation en 1944 par Erwin Schrödinger d'une vision de la vie conforme à la thermodynamique et, par conséquent, des prérequis pour son apparition. Nous examinerons d'abord les principales étapes marquantes au cours des 200 dernières années dans les sciences biologiques et physiques, pertinentes pour donner du sens à la vie et à ses origines, puis discuterons de la réévaluation plus récente de l'importance relative des ions métalliques par rapport aux molécules organiques dans l'exécution des processus essentiels d'une cellule vivante. Sur la base de cette réévaluation et de la compréhension moderne de la conversion de l'énergie libre biologique (c'est-à-dire la bioénergétique), nous considérons que les scénarios dans lesquels la vie émerge d'un processus chimiosmotique abiotique sont à la fois conformes à la thermodynamique et les plus parcimonieux proposés à ce jour.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life14050607",
    doi = "10.3390/life14050607",
    openalex = "W4396805282",
    references = "branscomb2018frankenstein, doi101002bies201700179, doi101016jcell201211050, doi101038191144a0, doi101038nrmicro201810, doi101038s4146702229612x, doi101038s41467023369043, doi101098rstb20021183, doi101098rstb20061881, doi101126sciadv1600285, doi101126science1173046528, doi101126science1303370245, doi101128br4111001801977, doi101144gsjgs15430377, doi103389fmicb20231145915"
}

Les processus chimiques et géologiques sur la Terre prébiotique sont censés avoir conduit à l'émergence de la vie par l'organisation croissante et la fonctionnalité des molécules organiques. Ce guide offre une vue d'ensemble de certains processus chimiques et physiques abiotiques clés qui auraient pu contribuer à ce que les briques de la vie (acides aminés, nucléotides, acides gras et monosaccharides) deviennent plus ordonnés lors des premières étapes de l'origine de la vie. Les processus examinés incluent la polymérisation, le repliement intramoléculaire, l'assemblage multimoléculaire et l'évolution chimique par divers mécanismes de sélection. Notre objectif est de fournir un aperçu accessible et de haut niveau de ces concepts généraux clés pour un public diversifié.

@article{doi10117715311074251365943,
    author = "Edri, Rotem et Joshi, Manesh Prakash et Frenkel‐Pinter, Moran et Hud, Nicholas V. et Keating, Christine D. et Leman, Luke J.",
    title = "De la polymérisation permettant le repliement et l'assemblage à l'évolution chimique : processus clés pour l'émergence de polymères fonctionnels dans l'origine de la vie",
    year = "2025",
    journal = "Astrobiology",
    abstract = "Les processus chimiques et géologiques sur la Terre prébiotique sont censés avoir conduit à l'émergence de la vie par l'organisation croissante et la fonctionnalité des molécules organiques. Ce guide offre une vue d'ensemble de certains processus chimiques et physiques abiotiques clés qui auraient pu contribuer à ce que les briques de la vie (acides aminés, nucléotides, acides gras et monosaccharides) deviennent plus ordonnés lors des premières étapes de l'origine de la vie. Les processus examinés incluent la polymérisation, le repliement intramoléculaire, l'assemblage multimoléculaire et l'évolution chimique par divers mécanismes de sélection. Notre objectif est de fournir un aperçu accessible et de haut niveau de ces concepts généraux clés pour un public diversifié.",
    url = "https://doi.org/10.1177/15311074251365943",
    doi = "10.1177/15311074251365943",
    openalex = "W4413970213",
    references = "doi103390life14050607"
}

L'origine de la vie demeure l'un des énigmes les plus profonds et durables des sciences biologiques. Malgré des avancées substantielles en chimie prébiotique, des incertitudes fondamentales persistent concernant les mécanismes précis qui ont permis l'émergence de la première entité cellulaire et, par la suite, des branches fondamentales de l'arbre de la vie. Après avoir examiné les principes fondamentaux qui définissent les systèmes vivants, nous proposons que la vie est apparue comme une propriété nouvelle d'un système assemblé prébiotiquement — formé par l'intégration de mondes moléculaires distincts, définis comme des ensembles d'entités moléculaires structurées et fonctionnellement liées qui interagissent via des processus catalytiques, autocatalytiques et/ou d'auto-assemblage. Cette émergence a établi une dualité système-processus permanente, où l'organisation du système et ses processus dynamiques sont devenus inséparables. Une fois acquise la capacité de se répliquer et de muter son programme génétique, cet organisme primordial a initié le processus évolutif, conduisant in fine à la diversification de la vie sous l'influence des forces évolutives et à la formation d'écosystèmes. Le défi de l'élucidation de l'origine de la vie et de l'émergence de la biodiversité n'est pas uniquement scientifique ; il nécessite l'intégration de preuves empiriques, d'insights théoriques et de réflexion critique. Ce travail ne prétend pas à la certitude, mais propose une perspective sur la manière dont la vie et la biodiversité auraient pu émerger sur Terre. Finalement, le temps et l'enquête scientifique détermineront la validité de cette vision.

@article{doi103390life15111745,
    author = "Gómez‐Márquez, Jaime",
    title = "The Origin of Life and Cellular Systems: A Continuum from Prebiotic Chemistry to Biodiversity",
    year = "2025",
    journal = "Life",
    abstract = "L'origine de la vie demeure l'un des énigmes les plus profonds et durables des sciences biologiques. Malgré des avancées substantielles en chimie prébiotique, des incertitudes fondamentales persistent concernant les mécanismes précis qui ont permis l'émergence de la première entité cellulaire et, par la suite, des branches fondamentales de l'arbre de la vie. Après avoir examiné les principes fondamentaux qui définissent les systèmes vivants, nous proposons que la vie est apparue comme une propriété nouvelle d'un système assemblé prébiotiquement — formé par l'intégration de mondes moléculaires distincts, définis comme des ensembles d'entités moléculaires structurées et fonctionnellement liées qui interagissent via des processus catalytiques, autocatalytiques et/ou d'auto-assemblage. Cette émergence a établi une dualité système-processus permanente, où l'organisation du système et ses processus dynamiques sont devenus inséparables. Une fois acquise la capacité de se répliquer et de muter son programme génétique, cet organisme primordial a initié le processus évolutif, conduisant in fine à la diversification de la vie sous l'influence des forces évolutives et à la formation d'écosystèmes. Le défi de l'élucidation de l'origine de la vie et de l'émergence de la biodiversité n'est pas uniquement scientifique ; il nécessite l'intégration de preuves empiriques, d'insights théoriques et de réflexion critique. Ce travail ne prétend pas à la certitude, mais propose une perspective sur la manière dont la vie et la biodiversité auraient pu émerger sur Terre. Finalement, le temps et l'enquête scientifique détermineront la validité de cette vision.",
    url = "https://doi.org/10.3390/life15111745",
    doi = "10.3390/life15111745",
    openalex = "W4416192137",
    references = "doi101016jpbiomolbio202407002, doi101017s1473550416000100, doi101038s42004024012646, doi101089ast20210162, doi103390life14050607"
}