Une nouvelle technique pour trouver de la vie sur Mars

Nouvelles

Des instruments miniatures abordables et légers peuvent détecter et analyser des microorganismes dans des milieux extrêmes évoquant l’environnement martien

Des chercheurs ont, pour la toute première fois, démontré qu’il était possible de détecter directement de la vie sur Mars et sur d’autres planètes, puis de la caractériser in situ au moyen de technologies existantes. Leur étude a été publiée dans la revue Frontiers in Microbiology. Au moyen d’instruments scientifiques miniaturisés et de nouvelles techniques microbiologiques, les chercheurs ont pu trouver et examiner des microorganismes dans le Haut‑Arctique canadien, l’un des milieux les plus martiens sur Terre. Comme les chercheurs n’ont pas à expédier les échantillons recueillis à un laboratoire aux fins d’analyse, cette méthode permet de gagner du temps. De plus, elle pourrait se révéler fort utile sur Terre, aux fins de détection et d’identification d’agents pathogènes lors d’épidémies en région éloignée.

« La recherche de la vie est généralement au cœur de l’exploration planétaire, mais les dernières missions équipées d’instruments de détection directe de la vie extraterrestre remontent aux années 1970, soit aux missions martiennes du programme Viking », fait observer Jacqueline Goordial, Ph. D., l’une des auteurs de l’étude. « Nous voulions faire une démonstration de faisabilité en prouvant qu’il était possible de détecter la vie microbienne directement et de la caractériser à l’aide d’instruments légers, peu énergivores et très faciles à transporter. »

À l’heure actuelle, l’instrumentation des missions astrobiologiques sert essentiellement à déterminer l’habitabilité des lieux, c’est-à-dire à rechercher de petites molécules organiques et d’autres « biosignatures » témoignant de manière assez probante de la présence de vie. Toutefois, ce ne sont là que des preuves indirectes d’existence de la vie. Qui plus est, ces instruments sont plutôt lourds et volumineux, en plus d’être très énergivores. Dès lors, ils ne conviennent pas aux missions à destination d’Europa et d’Encelade, ces lunes de Jupiter et de Saturne qui, avec Mars, constituent les principaux endroits susceptibles d’abriter la vie dans notre système solaire.

Instruments miniatures

Jacqueline Goordial, en collaboration avec le Pr Lyle Whyte et d’autres scientifiques de l’Université McGill, au Canada, a procédé autrement. Ils ont eu recours à une panoplie d’instruments miniatures capables de détecter la vie directement, puis de l’analyser. En utilisant autrement des technologies légères et abordables, l’équipe a créé une « plateforme modulaire de détection de vie » pouvant mettre en culture des microorganismes découverts dans des échantillons de sol, évaluer l’activité microbienne et séquencer l’ADN ainsi que l’ARN.

Pour détecter et caractériser la vie sur Mars, Europa et Encelade, la plateforme doit fonctionner dans des milieux où règne un froid extrême. C’est pourquoi les chercheurs l’ont mise à l’essai dans un cadre très proche de ces milieux extraterrestres : les régions polaires.

« Mars est une planète très froide et très aride, dont le pergélisol ressemble beaucoup à celui du Haut-Arctique canadien », explique Jacqueline Goordial, successivement doctorante et boursière postdoctorale à l’Université McGill au moment où elle a réalisé ces travaux. « Nous avons donc recueilli des échantillons et testé nos méthodes à un endroit situé à environ 900 km du pôle Nord. »

Les chercheurs ont montré pour la toute première fois que le MiniON d’Oxford Nanopore, dispositif portatif miniature de séquençage d’ADN, permettait non seulement d’examiner des échantillons environnementaux dans des milieux extrêmes et éloignés, mais également de mettre au jour, in situ, de la vie microbienne active lorsqu’on l’associait à d’autres méthodes de recherche. C’est ainsi que les chercheurs ont pu isoler des microorganismes extrêmophiles qui n’avaient jamais été mis en culture, détecter une activité microbienne et séquencer l’ADN des microbes actifs.

« Si nous détections la présence d’acides nucléiques dans des échantillons de pergélisol martien, nous aurions une preuve sans équivoque de la présence de vie ailleurs que sur la Terre », indique le Pr Whyte.

« Cela dit, la présence d’ADN nous en dit peu, à elle seule, sur l’état d’un organisme. En effet, l’organisme peut fort bien être quiescent ou mort, par exemple », ajoute Jacqueline Goordial. « En associant le séquenceur d’ADN à l’autre méthodologie de notre plateforme, nous avons pu trouver de la vie active dans un premier temps, puis la caractériser et analyser son potentiel génomique, c’est-à-dire déterminer la nature de ses gènes fonctionnels. »

Bien que l’équipe ait montré qu’il était théoriquement possible d’utiliser ce type de plateforme pour rechercher de la vie extraterrestre, la mission spatiale n’est pas pour demain. « Dans cette étude, les expériences ont été réalisées en grande partie par des êtres humains; or, lors d’une mission extraterrestre, elles seraient confiées à des robots », souligne Lyle Whyte, professeur au Département des sciences des ressources naturelles de l’Université McGill. « Quant au séquenceur d’ADN, il devra être plus précis et, vu la longue durée des missions interplanétaires, gagner en durabilité. »

Jacqueline Goordial et son équipe espèrent néanmoins que leur étude sera un tremplin vers la mise au point d’outils de détection de la vie extraterrestre.

D’ici là, leur plateforme pourrait se révéler utile sur Terre. « Les analyses réalisées au moyen de notre plateforme se font habituellement en laboratoire, après l’expédition des échantillons prélevés sur le terrain. Mais nous savons maintenant que nous pouvons étudier l’écologie microbienne en temps réel, sur le lieu même des prélèvements, et ce, même dans des milieux extrêmes comme l’Arctique et l’Antarctique », se réjouit Jacqueline Goordial.

On pourrait recourir à cette plateforme dans diverses circonstances : exploration de régions lointaines ou difficiles d’accès, risque de modifier la composition d’échantillons en les ramenant au laboratoire ou obtention d’information en temps réel. Ainsi, elle pourrait servir à déceler et à identifier l’agent responsable d’une épidémie lorsque cette dernière sévit en région éloignée ou que les conditions changent rapidement.

Et un jour, elle pourrait fort bien nous apporter une preuve concluante de l’existence d’une vie extraterrestre. « On croit que plusieurs corps planétaires seraient habitables », souligne Jacqueline Goordial. « En ce moment, il se passe des choses absolument fascinantes en astrobiologie », poursuit-elle.

Cette étude a été financée par l’Agence spatiale canadienne, l’Institut spatial de McGill et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

L’article « In Situ Field Sequencing and Life Detection in Remote (79°26′N) Canadian High Arctic Permafrost Ice Wedge Microbial Communities », par Jacqueline Goordial et coll., a été publié dans Frontiers in Microbiology:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2017.02594/full?utm_s...

 

 

 

 

 

Coordonnées

Contact: 
Katherine Gombay
Organisation: 
Ms.
Courriel: 
katherine.gombay [at] mcgill.ca
Téléphone au bureau: 
514-398-2189