Par Pesach Benson et Omer Novoselsky • 23 avril 2026
Jérusalem, 23 avril 2026 (TPS-IL) — Le mystère de la raison pour laquelle la vie préfère une "main" moléculaire à son image miroir pourrait être plus proche d'une explication ancrée dans la physique quantique, une découverte qui pourrait éventuellement influencer tout, des produits pharmaceutiques à l'électronique de nouvelle génération.
Une nouvelle étude israélienne suggère qu'une propriété quantique infime des électrons, connue sous le nom de "spin", pourrait aider à expliquer pourquoi la biologie utilise systématiquement une seule version de nombreuses molécules au lieu de leurs homologues en image miroir.
De nombreuses molécules biologiques existent sous deux formes en image miroir, appelées énantiomères. En chimie standard, les deux formes devraient se comporter de la même manière et apparaître en quantités égales. Mais dans les systèmes vivants, ce n'est pas le cas. La vie utilise presque toujours une seule version : les acides aminés sont typiquement lévogyres, tandis que les sucres sont dextrogyres. Ce schéma, connu sous le nom d'homochiralité, intrigue les scientifiques depuis plus d'un siècle.
Une équipe de chercheurs israéliens dirigée par le professeur Yossi Paltiel de l'Université hébraïque de Jérusalem a découvert que la réponse pourrait résider dans la manière dont les électrons traversent ces molécules. Les électrons possèdent une propriété appelée spin, qui influence leur interaction avec la matière. L'étude a révélé que lorsque les électrons traversent des molécules chirales, leur spin se comporte différemment selon la forme en image miroir qu'ils rencontrent.
Les conclusions ont été publiées dans la revue à comité de lecture Science Advances.
« La vie est homochirale. Ce n'est pas anodin, car en chimie standard, obtenir les deux molécules miroirs a la même probabilité », a déclaré Paltiel au Press Service of Israel. « Notre étude se demande pourquoi la nature est chirale et comment la symétrie est brisée. L'article actuel suggère que les interactions de spin des électrons pourraient expliquer ces deux effets. »
Les minuscules différences de spin ont de l'importance
Bien que les deux versions d'une molécule aient la même énergie dans des conditions statiques, elles ne se comportent pas identiquement lors de processus dynamiques tels que le transport d'électrons et les réactions chimiques. Les résultats montrent que ces différences peuvent affecter l'efficacité avec laquelle chaque forme participe aux réactions impliquant des électrons. Sur de longues périodes, même de très petites différences d'efficacité pourraient avoir une importance. Les chercheurs suggèrent que si une forme moléculaire est constamment légèrement plus performante dans ces conditions, elle pourrait progressivement devenir dominante. Cela pourrait aider à expliquer comment la biologie a fini par favoriser une "main" de molécules dans toute vie connue.
Les conclusions combinent des travaux théoriques, des résultats expérimentaux et des calculs du comportement des électrons dans des systèmes chiraux. Elles pointent vers un rôle, jusqu'alors sous-estimé, des effets quantiques dans des processus fondamentaux pour la biologie.
Paltiel a déclaré à TPS-IL que la recherche « a des applications sur le marché des médicaments, l'énergie verte et l'amélioration des conducteurs pour l'industrie des puces ».
Dans le domaine pharmaceutique, la découverte pourrait aider à améliorer la conception et la production des médicaments. De nombreux médicaments existent sous deux formes en image miroir, mais généralement seule l'une d'elles est efficace dans le corps humain. Si le spin des électrons peut influencer la forme moléculaire qui devient dominante, il pourrait devenir possible de produire la version correcte plus efficacement et avec une plus grande précision.
Dans l'électronique et la technologie des semi-conducteurs, les conclusions pourraient aider à relever l'un des défis croissants de l'industrie : la gestion de la chaleur dans des puces de plus en plus petites et puissantes. L'étude suggère que les matériaux conçus avec des propriétés "chirales" influencées par le spin des électrons pourraient améliorer le contrôle de la chaleur et des signaux électriques. Paltiel a déclaré à TPS-IL que cette idée est déjà explorée commercialement, affirmant qu'une startup liée à la recherche travaille sur des « revêtements chiraux et des métaux chiraux qui traitent la gestion de la chaleur dans l'industrie des semi-conducteurs ».
Dans le domaine de l'énergie et de la science des matériaux, ce mécanisme pourrait mener à de nouvelles façons de concevoir des matériaux plus efficaces pour les réactions chimiques et le transfert d'énergie. Parce que l'effet est lié à la façon dont les électrons se déplacent à travers la matière, il pourrait aider à améliorer les catalyseurs et les matériaux conducteurs utilisés dans une gamme de technologies, y compris les systèmes d'énergie verte. Plus largement, cela suggère un changement d'approche, où les scientifiques peuvent concevoir des matériaux non seulement en fonction de leur structure chimique, mais aussi de la manière dont le spin des électrons interagit avec la forme moléculaire.
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