Exploration de la chiralité biomoléculaire: Perspectives issues de l'analyse de matériaux extraterrestres

Exploring biomolecular chirality: Insights from the analyses of extraterrestrial material

• Auteur / Autrice : Manuel Robert
• Direction : Cornelia Meinert, Uwe Meierhenrich
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Doctorat chimie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Nice)

Mots clés

Mots clés libres

ExoMars

Extraction et purification

Météorites

Exploration spatiale

Exobiologie

Chiralité

ExoMars

Chirality

Astrobiology

Space exploartion

Extraction and purification

Meteorites

Résumé

Les voies et origines moléculaires de la vie sur Terre ainsi que l'évolution et l'amplification des excès énantiomériques vers l'homochiralité de la vie ne sont pas encore comprises. Nous suggérons d'utiliser des molécules chirales comme indicateurs d'événements stéréochimiques originaux. Les acides aminés chiraux, les molécules de sucre et les hydrocarbures aliphatiques chiraux sont des molécules appropriées à étudier. Nous allons 1) séparer les énantiomères des analytes chiraux en utilisant des techniques de chromatographie en phase gazeuse, notamment la chromatographie en phase gazeuse multidimensionnelle GCxGC. Des techniques chiroptiques telles que le dichroïsme circulaire seront également utilisées. Les analyses seront complétées et utilisées sur des échantillons d'astéroïdes tels que des météorites et des échantillons obtenus lors des missions spatiales Hayabusa2 et OSIRIS-Rex. Ils servent de préparation à l'instrument MOMA embarqué dans la mission européenne ExoMars. Nous allons 2) soumettre des mélanges racémiques d'espèces chirales à une lumière polarisée circulairement pour étudier l'interaction des photons chiraux avec les espèces racémiques. Les expériences préliminaires sur les centres synchrotron SOLEIL et ASTRID2 montrent des résultats prometteurs. Le projet de doctorat étudiera et aidera ainsi à comprendre les événements stéréochimiques clés dans les processus qui ont déclenché les origines moléculaires de la vie sur Terre.

The pathways and molecular origins of life on Earth and the evolution and amplification of enantiomeric excesses towards homochirality of life are not yet understood. We suggest employing chiral molecules as indicators for original and pristine stereochemical events. Chiral amino acids, sugar molecules, and chiral aliphatic hydrocarbons are suitable molecules to investigate. We will 1) separate enantiomers of chiral analytes by using gas chromatographic techniques including multidimensional gas chromatography GCxGC. Chiroptical techniques such as circular dichroism will be employed as well. The analyses will be completed and employed on samples of asteroids such as meteorites and samples obtained from the Hayabusa2 and OSIRIS-Rex space missions. They serve as preparation to the MOMA instrument onboard of the European ExoMars mission. We will 2) subject racemic mixtures of chiral species to circularly polarized light to investigate the interaction of chiral photons with racemic species. Preliminary experiments on the synchrotron centers SOLEIL and ASTRID2 show promising results. The PhD project will thereby investigate and help to understand key stereochemical events in processes that triggered the molecular origins of life on Earth.