L'ADN et son ARN cousin stockent des informations génétiques et permettent la vie telle que nous la connaissons - mais que se passerait-il si des millions de produits chimiques moins connus pouvaient faire exactement la même chose?
Une nouvelle étude suggère que plus d'un million de sosies chimiques pourraient coder des informations biologiques de la même manière que l'ADN. La nouvelle étude, publiée le 9 septembre dans le Journal of Chemical Information and Modeling, pourrait ouvrir la voie à de nouvelles cibles pour les médicaments, expliquer comment la vie a évolué pour la première fois sur Terre et même nous aider à rechercher des formes de vie au-delà de notre planète, selon les auteurs. a écrit.
"Il est vraiment passionnant de considérer le potentiel de systèmes génétiques alternatifs ... que ceux-ci pourraient avoir émergé et évolué dans différents environnements, peut-être même sur d'autres planètes ou lunes au sein de notre système solaire", co-auteur Jay Goodwin, chimiste à l'Université Emory , a déclaré dans un communiqué.
L'ADN et l'ARN, les deux types connus d'acides nucléiques, contiennent des bits chimiques appelés nucléotides, qui se lient dans un ordre particulier et relaient des données différentes, selon leur séquence, semblables à des lettres individuelles dans une phrase écrite. Certaines molécules naturelles et artificielles imitent la structure de base de l'ADN, mais auparavant, personne n'avait tenté de compter combien de ces sosies pourraient exister, ont écrit les auteurs.
"Il existe deux types d'acides nucléiques en biologie", a déclaré le co-auteur Jim Cleaves, chimiste au Tokyo Institute of Technology, dans le communiqué. "Nous voulions savoir s'il en restait un ou même un million de plus."
"La réponse est qu'il semble y en avoir beaucoup, beaucoup plus que prévu", a déclaré Cleaves.
Les auteurs ont conçu un programme informatique pour générer des formules chimiques pour des molécules de type acide nucléique. Dans l'ADN, les nucléotides se couplent en paires distinctes et s'assemblent en ligne, de sorte que les scientifiques se sont assurés que leurs molécules générées pourraient se former de la même manière. Au final, leur programme a réuni plus de 1 160 000 molécules différentes répondant à ces critères de base.
"Nous avons été surpris par le résultat de ce calcul", a déclaré le co-auteur Markus Meringer, chimiste au Centre aérospatial allemand de Cologne, dans le communiqué. "Il serait très difficile d'estimer a priori qu'il y a plus d'un million d'échafaudages de type acide nucléique. Maintenant nous le savons, et nous pouvons commencer à examiner certains d'entre eux en laboratoire."
La multitude de sosies peut clarifier l'histoire de la naissance de la vie sur Terre, avant que l'ADN et l'ARN ne dominent le monde de la biologie. Théoriquement, l'évolution peut avoir effectué des "essais" avec certaines de ces autres molécules avant de se fixer sur les acides nucléiques comme les meilleurs transporteurs de données génétiques, ont suggéré les auteurs.
Les sosies peuvent également alimenter les futures avancées médicales, ont-ils ajouté. Des médicaments qui ressemblent à des nucléotides sont déjà utilisés pour saper les virus dangereux et les cellules cancéreuses malignes du corps humain, selon le communiqué. Avec une bibliothèque de molécules structurellement similaires, les développeurs de médicaments pourraient potentiellement adopter des sosies d'ADN comme une arme majeure dans la lutte contre la maladie.
"Il est absolument fascinant de penser qu'en utilisant des techniques informatiques modernes, nous pourrions tomber sur de nouveaux médicaments lors de la recherche de molécules alternatives à l'ADN et à l'ARN qui peuvent stocker des informations héréditaires", a déclaré le co-auteur Pieter Burger, biochimiste à l'Université Emory.
