Cette review présente une ré-évaluation des problématiques entourant les origines de la vie sur Terre il y a de cela 3.5 à 3.8 Ga : comment la transition entre matière inanimée et premières formes de vies a-t-elle pu se faire, et est-il possible de reproduire ex novo une transition similaire en laboratoire ? La théorie de la panspermie est ici sérieusement envisagée, mais soulève une autre question : si l’origine de la vie est extraterrestre, comment la vie sur Terre a-t-elle pu émerger à partir de mécanismes d’organisation et d’évolution probablement très différents ? L’auteur présente ici ce qu’il appelle la “vie avant la biologie”, c’est-à-dire avant l’ancêtre LUCA, et avant les mécanismes de la réplication de l’ADN et de l’ARN, la présence de cellules membraneuses, des métabolismes basés sur la régulation des protéines, et bien entendu l’évolution darwinienne - ce qui sous-entend que pour lui, les prémices de la vie sont nécessairement apparus avant les mécanismes de l’évolution tels qu’on les connaît actuellement.
Dans cette quête des conditions d’apparition de la vie, l’auteur oppose les expériences basées sur des conditions physico-chimiques terrestres largement hypothétiques à de nouvelles méthodes chimiques. Ainsi, par exemple, au lieu de suivre la rétrosynthèse de déconstruction d’un ribonucléotide en nucléobase, phosphate et sucre, ces nouvelles approches prennent le problème en sens inverse en ré-assemblant ces molécules primaires en intermédiaires qui demanderont encore quelques réactions chimiques pour pouvoir produire un nucléotide pyrimidique actif.
La question centrale pour l’auteur est donc d’étudier d’un point de vue chimique les mécanismes de synthèse et de réplication des oligoribonucléotides. L’auteur remet aussi en question l’hypothèse souvent proposée de réplication spontanée par le biais des ribozymes et d’ARN catalysé (reproductible en laboratoire) du fait d’une faible efficacité des ribozymes. Il propose (en citant un article) un scénario chimique basé sur des réplications d’ARN non-enzymatiques en activant des monoribonucléotides. Dans tous les cas, la réplication auto-catalysée doit se voir en termes d’avantage sélectif d’un point de vue évolution chimique.
De plus, en laboratoire, les réactions d’autoréplication et de biosythèse des réactions encapsulées (phospholipides, acides gras) de cellules et protocellules sont liées aux propriétés des membranes, qui elles-mêmes influencent la compartimentation chimique : localisation des protéines, bourgeonnement et division des vésicules par exemple. L’auteur montre donc, sur l’appui de ces études, que le proto-métabolisme cellulaire peut être construit par des compartimentations de ces polymérisations synthétiques, bien que la faible perméabilité de la membrane et l’échelle nanométrique des polymersomes (vésicules) peut restreindre le développement de ces cellules contenant.
Ainsi, les nouvelles approches chimiques à l’interface avec la biologie doivent se concentrer sur les capacités d’auto-organisation et d’auto-identité des cellules synthétiques afin d’avoir une vision potentielle des mécanismes la construction de la vie avec peu de capacités d’évolution, ce qui permettrait de se concentrer sur comment ces cellules interagissent chimiquement entre elles et quelles sont leurs réponses aux pressions de sélection.