De l’autre côté du miroir : le Nobel de chimie récompense des travaux sur des molécules reflets l’une de l’autre

Le prix Nobel de chimie 2026 a été décerné à Henri Kagan, chercheur français né en 1930 à Boulogne-Billancourt et professeur émérite à l’Université Paris-Saclay, ainsi qu’à Kensō Soai, chimiste japonais né en 1950 à Hiroshima et maître de conférences à l’Université des sciences de Tokyo. Ce prix récompense leurs travaux sur les molécules chirales, c’est-à-dire des molécules existant sous deux formes qui sont des images miroir l’une de l’autre, comme la main gauche et la main droite. Ces deux formes, appelées énantiomères, peuvent avoir des propriétés très différentes, notamment en biologie et dans la conception de médicaments. L’attribution de ce Nobel souligne l’importance de comprendre et de maîtriser cette propriété pour des applications scientifiques et industrielles majeures.

La chiralité est une propriété courante dans les molécules biologiques. Par exemple, les acides aminés, qui constituent les protéines, n’existent naturellement que sous une seule forme, dite lévogyre (ou gauche). Cette préférence pour une forme plutôt que l’autre a des conséquences majeures en biologie, car une molécule gauche ne réagit pas de la même manière qu’une molécule droite avec d’autres molécules chirales. Ainsi, une molécule droite de limonène sent l’orange, tandis que sa version gauche sent le citron. De même, la carvone gauche est utilisée pour préserver les pommes de terre, tandis que la carvone droite sent la menthe et repousse les moustiques. Cette propriété explique pourquoi les récepteurs de notre nez, composés d’acides aminés gauchers, distinguent ces différences d’odeur.

Lorsqu’une réaction chimique produit des molécules chirales, elle génère souvent un mélange des deux formes, énantiomères, en proportions égales. Or, dans de nombreux domaines comme la pharmacie, seule une des deux formes est efficace ou sans danger. Par exemple, un médicament dont une forme soigne une maladie pourrait avoir des effets toxiques sous l’autre forme. C’est pourquoi les chimistes cherchent à produire exclusivement l’une des deux formes. Ce défi a été relevé par Henri Kagan et Kensō Soai, dont les travaux ont permis de contrôler la chiralité des molécules produites.

En 1986, Henri Kagan a mis au point une méthode innovante pour produire une seule forme d’une molécule chirale. Il a utilisé un catalyseur chiral, une substance qui accélère une réaction chimique sans être consommée. En partant d’un mélange des versions gauche et droite du catalyseur, il a montré qu’il était possible d’augmenter la proportion de l’une ou l’autre forme du produit final. Cette découverte a permis aux chimistes de mieux contrôler la synthèse des molécules chirales, notamment pour la fabrication de médicaments. Kagan est ainsi devenu une référence dans le domaine de la chimie asymétrique.

En 2003, Kensō Soai a résolu un mystère de longue date : comment obtenir quasi exclusivement une seule forme d’une molécule chirale à partir de molécules non chirales ? Il a développé une réaction autocatalytique, où le produit de la réaction agit comme catalyseur pour sa propre formation. Dans cette réaction, un léger déséquilibre initial entre les deux formes de la molécule s’amplifie au fil du temps, conduisant à une domination quasi totale (jusqu’à 99,99 %) de l’une des deux formes. Cette découverte a montré qu’il est possible de créer une chiralité préférentielle à partir d’un état initial sans préférence, offrant des pistes pour comprendre l’origine de la chiralité dans la vie.