Séminaire - De la physique quantique numérique à l'origine de la vie - Marco Saitta

Jeudi 10 décembre 2020, à 14 h 30 en visioconférence.

Marco Saitta, IMPMC

Résumé

Ici nous posons le problème général des calculs ab initio en chimie prébiotique en définissant les réseaux chimiques avec une nouvelle définition des coordonnées de réaction basée sur la topologie. Nous rapportons ainsi les premiers calculs numériques ab initio de la fameuse expérience de Miller basés sur la physique quantique et une approche entièrement atomistique en phase condensée. Notre étude montre que la glycine forme spontanément de mélanges de molécules simples dès qu’un champ électrique est introduit. Nous identifions l’acide formique et le formamide comme des intermédiaires réactionnels clefs dans les premières étapes des réactions de Miller, et le creuset pour la formation de biomolécules complexes, comme le confirment nos études expérimentales et théoriques récentes sur la chimie de haute énergie de la formamide.  D’un point de vue chimique plus général, nous montrons que le formamide joue le rôle de pivot dans un réseau réactionnel complexe en phase tant gazeuse que condensée. Nous passons ensuite à une plus grande échelle, en étudiant les mécanismes atomistiques de synthèse des nucléotides de l’ARN, des aminoacides météoritiques et des sucres dans des environnements de solution prébiotique entièrement réalistes. Tous ces résultats ouvrent la voie à des approches numériques novatrices dans la quête des origines chimiques de la vie où nous intégrons des pistes basées sur l’apprentissage machine.