Emergence of homochirality in large molecular systems

La sélection d’une seule chiralité moléculaire entre les deux possibles, ou homochiralité, est observée à travers tout le monde du vivant et est un mystère dans l’étude des origines de la vie. L’article publié ce lundi 11 janvier 2021 par les auteurs dans les Proceedings of the National Academy of Sciences des Etats-­‐Unis montre que la brisure spontanée de la symétrie chirale est probable dans les grands réseaux de réactions moléculaires qui sont issus de l’explosion combinatoire des molécules chirales avec leur taille. Ce résultat a été obtenu par l’analyse chemoinformatique de près de 34 millions de molécules répertoriées dans la base de données PubChem, démontrant que les espèces moléculaires chirales deviennent majoritaires vis-­‐à-­‐vis des espèces achirales dès que la molécule contient plus d’une dizaine d’atomes. Cette explosion combinatoire des stéréoisomères chiraux se répercute sur la taille et l’instabilité des réseaux réactionnels autocatalytiques engendrant la brisure spontanée de la chiralité moléculaire. Une des principales nouveautés de l’article est l’évaluation de la taille moléculaire (une dizaine d’atomes) à partir de laquelle l’homochiralité peut émerger.

Ce travail a été réalisé par la collaboration entre, d’une part, David Lacoste et Gabin Laurent de l’ESPCI-­‐Université Paris Sciences & Lettres et, d’autre part, Pierre Gaspard du Centre Interdisciplinaire de Phénomènes Non-­‐Linéaires et Systèmes Complexes (CENOLI) de l’Université libre de Bruxelles.

• Gabin Laurent webpage
• David Lacoste webpage 
• Pierre Gaspard webpage

Proceedings of the National Academy of Sciences (U.S.A.) 118 (3) e2012741118 (2021)
https://www.pnas.org/content/118/3/e2012741118