Les centres fer-soufre résultent de l'assemblage d'ions ferreux ou ferriques et d'ions sulfures. Présents au sein de très nombreuses protéines chez la plupart des organismes vivants, ils sont impliqués dans de nombreux processus cellulaires essentiels. Depuis longtemps, il est communément admis qu'ils se forment spontanément dans une atmosphère sans oxygène mais riche en fer et en soufre. Il avait également été postulé que leurs mécanismes de formation avaient changé, il y a 2,4 milliards d'années, du fait de l'apparition d'une forte concentration en oxygène sur Terre. Les organismes se seraient alors adaptés en élaborant des systèmes protéiques spécifiques (NIF, ISC et SUF) pour contrôler la biosynthèse des centres Fe-S.

Le nouveau scénario de la biogénèse des centres Fe-S

Or, une étude impliquant l'Irig propose un scénario différent selon lequel les machineries d'assemblage des centres Fe-S sont apparues bien avant l'oxygénation sur Terre. En analysant plus de 10 000 génomes, il a été identifié deux nouvelles machineries MIS et SMS, présentes chez de nombreux procaryotes qui datent du dernier ancêtre commun universel (Last Universal Common Ancestor LUCA), soit il y a entre 3,8 et 3,5 milliards d'années. Sandrine Ollagnier de Choudens, chercheuse CNRS à l'Irig, a ensuite caractérisé l'une de ces machineries au niveau moléculaire et montré qu'elle présentait toutes les caractéristiques d'une machinerie d'assemblage des centres Fe-S. « Très anciennes, ces machineries MIS et SMS ont ensuite évolué chez les bactéries et sont à l'origine des systèmes protéiques NIF, ISC et SUF », explique la scientifique.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension des tous premiers métabolismes en lien avec l'origine de la vie.