Le prix Nobel de chimie 2026 a été décerné à Henri Kagan et Kenso Soai en récompense de recherches ayant montré que les réactions chimiques peuvent favoriser fortement l’une des deux formes miroir d’une molécule, au lieu de produire un mélange égal des deux formes. Cette avancée est importante parce que la vie repose sur une sélectivité moléculaire stricte, alors que la plupart des réactions chimiques ne possèdent pas spontanément cette sélectivité.
Pourquoi la « latéralité » des molécules est-elle importante ?
Cette propriété est connue scientifiquement sous le nom de chiralité, et les deux formes symétriques sont généralement désignées par les lettres D et L. Les deux formes possèdent les mêmes composants chimiques, mais l’agencement des liaisons dans l’espace en fait des images miroir non superposables, comme la main droite et la main gauche.
Cette différence n’est pas seulement formelle. Les enzymes, qui sont des protéines réalisant des réactions biologiques, possèdent des sites de liaison formés pour s’adapter à certaines molécules. Une enzyme peut donc réagir avec l’une des deux formes sans pouvoir traiter son image miroir. La source indique que la vie utilise une seule forme des sucres et que de nombreuses enzymes ne réagissent pas avec la forme opposée.
De l’hypothèse à la réaction mesurable
Les chercheurs ont proposé plusieurs explications théoriques à l’apparition de ce biais. Un catalyseur qui préfère légèrement l’une des deux formes peut suffire à permettre l’accumulation de cette forme au fil du temps, ou le produit de la réaction peut lui-même agir comme catalyseur pour produire davantage de sa propre forme, tout en inhibant la formation de la forme opposée.
Henri Kagan a étudié ces possibilités à l’aide de catalyseurs chiraux. Il a constaté que les deux images miroir du catalyseur pouvaient être présentes en quantités égales, mais que l’une d’elles était beaucoup plus active, ce qui permettait d’orienter une réaction produisant des molécules chirales vers une seule forme. Au milieu des années 1960, il avait identifié trois réactions capables de produire un excès de l’une des deux formes. Des travaux ultérieurs ont montré que l’ajout de substances achirales pouvait modifier ou inhiber l’activité des catalyseurs, ce qui a permis un contrôle plus précis dont l’industrie pharmaceutique a tiré profit.
L’amplification autocatalytique chez Soai
Une dizaine d’années plus tard, Kenso Soai a étudié des réactions dont l’un des produits agit comme catalyseur de la réaction elle-même. Il a découvert une réaction qui sélectionne la chiralité : l’une des deux formes favorisait la formation d’un plus grand nombre de molécules ayant la même forme. Lorsqu’il a commencé avec un faible excès, la proportion est passée à 55 % après un cycle, puis a atteint 90 % après plusieurs répétitions du processus.
Dans d’autres conditions, l’excès d’une seule forme est parti d’une proportion infime de 0,00005 %, puis a dépassé 99 % après quelques cycles, car le produit favorisait la formation de sa propre image et inhibait la formation de l’image miroir.
Qu’est-ce qui change concrètement ?
Ces résultats fournissent une base pratique pour produire des composés pharmaceutiques dotés d’une chiralité déterminée. La forme incorrecte de certains médicaments peut être inefficace ou nocive, et les réactions sélectives offrent donc un moyen de réduire la production de la forme indésirable.
Le lien entre cette découverte et l’origine de la vie reste toutefois indirect. Les réactions mentionnées n’ont pas été démontrées avec des molécules biologiques proches de celles dont dépendent les organismes vivants : elles ne prouvent donc pas à elles seules comment la vie a choisi une seule forme moléculaire. Elles indiquent néanmoins que de petites différences dans l’abondance de l’une des deux formes peuvent apparaître naturellement et ont peut-être contribué à orienter la chimie primitive vers la forte sélectivité qui caractérise la vie aujourd’hui.