Jean-Marie Lehn, Nobel Prize Laureate (for Chemistry) From matter to life: Chemistry? Chemistry! http://obc2012.outofthebox.si/

1. La Vie
sur Terre d’années
13.7 miliards
Le « Big Bang » La Chimie
commence ici
European Event MARIBOR 2012
PHYSIQUE CHIMIE BIOLOGIE
1st Out of the Box Conference Pensée
La
Université de Maribor
18 Mai 2012
De la Matière à la Vie :
Chimie ?
Chimie !

2. ÉVOLUTION de l’ UNIVERS
Information
?
Complexité
pensante
vivante Matière
organisée
condensée
divisée
Temps
ÉVOLUTION vers la MATIÈRE COMPLEXE
ÉVOLUTION de la MATIÈRE
sous la PRESSION de l’ INFORMATION

3. LA COMMENT LAPRIMORDIALE
QUESTION MATIERE
DEVIENT-ELLE COMPLEXE
De la particule élémentaire à l’organisme pensant
?
- Comment la matière est-elle devenue complexe dans l’histoire de l’univers
jusqu’à l’évolution du monde biologique et de la pensée ?
- Quelles formes plus élevées de la matière complexe reste-t-il à créer ?
CHIMIE
PHYSIQUE BIOLOGIE
Les lois de Les règles de
l’Univers La Vie
La CHIMIE établit le pont

4. L’ AUTO-ORGANISATION
comme Impératif Cosmique
MATIÈRE DIVISÉE – CONDENSÉE – ORGANISÉE
VIVANTE – PENSANTE !
LE CHEMIN VERS LA COMPLEXITÉ
La réponse à la question

5. AUTO-ORGANISATION COSMIQUE
ORIGINE de la
GRAVITATION
STRUCTURE COSMIQUE
Structuration de l’univers par les forces gravitationnelles opérant
sur des inhomogénéités en densité ou en vitesse d’expansion
à une époque très précoce, juste après le « big bang »
AUTO-ORGANISATION de l’UNIVERS

6. AUTO-ORGANISATION de la MATIÈRE
ORIGINE de la FORCES
MATIÈRE COMPLEXE ÉLECTROMAGNÉTIQUES
Structuration de la matière atomique et moléculaire
par les forces électromagnétiques opérant sur des
combinaisons structurales aléatoires
AUTO-ORGANISATION de la
MATIÈRE NON-VIVANTE
et VIVANTE

7. ÉVOLUTION CHIMIQUE PRÉBIOTIQUE
AUTO-ORGANISATION de la
MATIÈRE MOLÉCULAIRE NON-VIVANTE
Les forces électromagnétiques opèrent une sélection sur la diversité structurale
conduisant à une complexification progressive de la matière
du monde non-vivant au monde vivant sous la pression de l’information.
GÉNÉRALISATION DE L’ÉVOLUTION DARWINIENNE
Évolution chimique sous l’action des forces intra- et intermoléculaires
mettant en œuvre l’information moléculaire.
CHIMIE PRÉ-BIOTIQUE

8. La CHIMIE
SCIENCE de la
STRUCTURE de la MATIÈRE
NON-VIVANTE
et de la
et
TRANSFORMATION VIVANTE

9. EMPÉDOCLE FEU DÉMOCRITE
(-490, -435) (-460,-370)
Les sec chaud
ÉLÉMENTS Les ATOMES
TERRE AIR
froid humide
EAU

10. 1718

11. Sur les Relations entre les Propriétés et les
Poids Atomiques des Éléments
Dimitri
D. Mendelejeff,
MENDELÉEV (1869)
Zeitschrift für Chemie 12, 405-6
TABLEAU
(1834-1907)
PÉRIODIQUE
DES ÉLÉMENTS
1869

12. Les BRIQUES de la MATIÈRE
TABLEAU PÉRIODIQUE
des ÉLÉMENTS
Le Terrain de Jeu
de la
Chimie !

13. Alexandre BORODINE
(1833-1887)
chimiste
compositeur
Ami de Mendeleev - Congrès de Karlsruhe septembre 1860
Réaction de Borodine - Hundsdiecker
Opéra Prince Igor
2 Symphonies
2 Quatuors
1872 Condensation Aldolique Borodine et Wurtz
O O OH
1 Quintette
O
etc...
+
R CH3 H R' R R'

14. Antoine Laurent
LAVOISIER
(1743-1794)
L’ ÉQUATION
de la RÉACTION
CHIMIQUE

15. De la composition
à la connectivité
FORMULES
CHIMIQUES
Essais de représentation
des connexions (liaisons)
entre les briques de base,
les éléments/atomes
formant une molécule

16. Jacobus Henricus VAN’T HOFF Joseph-Achille LE BEL
(1852-1911) (1847- 1930)
STÉRÉOCHIMIE / CHIMIE DANS L’ESPACE

17. Louis PASTEUR
(1822-1895)
à Strasbourg
de 1849 à 1854
CHIRALITÉ
MOLÉCULAIRE

18. La CHIMIE MOLÉCULAIRE
La Chimie de la Liaison Covalente
De l’ATOME à la MOLÉCULE
Maîtrise de l’élaboration de la matière moléculaire

19. JALONS de la CHIMIE MOLÉCULAIRE
URÉE
O
H2N NH2
Friedrich
1828 WÖHLER
(1800-1882)

20. VITAMINE B12
Robert Albert
WOODWARD ESCHENMOSER
(1917-1979) (1925- )
1972 (1976)

21. Alban BERG
Opéra WOZZECK
Op. 7
Docteur
Il y a une révolution dans la science albumine
graisses hydrates de carbone et notamment
oxyaldéhyde anhydride
!!
Acte I – Scène 4

22. GLOBULE BLANC et des
DEUX CELLULES TUEUSES et PARTICULES du VIRUS VIH
UNE CELLULE CANCÉREUSE

23. La Chimie de la Liaison Non-covalente
Mise en œuvre des interactions entre molécules
CHIMIE PAR-DELÀ LA MOLÉCULE
CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE
Á LA
CHIMIE MOLÉCULAIRE
DE LA

24. De la Complexation sélective de cations à la notion de
RECONNAISSANCE MOLÉCULAIRE
Requiert des INTERACTIONS pour LIER
de l’ INFORMATION pour SÉLECTIONNER
géométrique
COMPLÉMENTARITÉ
interactionelle
PRÉORGANISATION
“SCHLOSS und SCHLÜSSEL”
SERRURE et CLÉ
Emil FISCHER 1894

25. Emil
FISCHER
(1852-1919)
CLÉ ET
SERRURE
(1894)
Doctorat, Strasbourg 1874
Habilitation, München 1878

26. La DOUBLE HÉLICE
des ACIDES NUCLÉIQUES
PROGRAMME
GÉNÉTIQUE
H
N
H écrit avec
O N C C N A QUATRE LETTRES
O
HC
N
C C
H
MOLÉCULAIRES
P O N
OH O
O N
O
N
H G
N H
O P O N N
O H
O O
O N H T
O P O N O
O
O H H
N
O N C
O P O N O
O
O
O
O P O
O

27. Formation prébiotique
Auto-Organisation Prébiotique
des composants des
de la Matière Moléculaire Molécules de la Vie
5 HCN ………. ………. ACIDES
NUCLÉIQUES
Adénine
une des quatre
bases de l’ADN
O R O
R CH + HC N + H2O ……. H2N C C
……. PROTÉINES
OH
H
AMINO ACIDES

28. LECTURE DU PROGRAMME GÉNÉTIQUE
par FORMATION de PAIRES de NUCLÉOBASES par
ADÉNINE URACILE / THYMINE
DEUX
RECONNAISSANCE
LIAISONS MOLÉCULAIRE
HYDROGÈNE GUANINE CYTOSINE par INTERACTION
(LIAISONS HYDROGÈNE)
entre SITES
TROIS COMPLÉMENTAIRES

29. La CHIMIE : une SCIENCE de l’INFORMATION
SCIENCE de la MATIÈRE INFORMÉE
STOCKAGE MOLÉCULAIRE
TRAITEMENT SUPRAMOLÉCULAIRE
de l’INFORMATION

30. RECONNAISSANCE MOLÉCULAIRE
Association
+ Sélection
Récepteur Moléculaire Entité Supramoléculaire
Substrats
Trois CLÉS et la SERRURE

31. Les CATIONS des MÉTAUX ALCALINS
Substrats Sphériques
Na+ K+ Rb+ Cs+
Li+
Sodium Potassium Rubidium Césium
Lithium
Une série d’espèces sphériques de taille croissante
RECONNAISSANCE MOLÉCULAIRE SPHÉRIQUE

32. CRYPTANTS et CRYPTATES
RECONNAISSANCE SPHÉRIQUE
Complémentarité de forme et de taille entre Cavité et Cation

33. Béla VÍZI (1936- ) Université de Veszprém

34. APPLICATIONS en SCIENCES de la VIE
Découverte de substances biologiquement actives / MÉDICAMENTS
Reconnaissance moléculaire entre une molécule synthétique
et une cible biologique
Dévelopement de marqueurs optiques pour le DIAGNOSTIC MÉDICAL
TRANSFERT de GÈNES

35. Technologie Optique pour le DIAGNOSTIC MÉDICAL
Cryptate d’Europium MARQUEUR pour le DIAGNOSTIC MÉDICAL
Une « Nano-Ampoule »
pour le Diagnostic Médical Système d’ Immuno-analyse
LUMINESCENCE KRYPTOR®
ROUGE FORTE Cézanne Co.
Dr. Gérard Mathis CisBio International

36. TRANSFERT de GÈNES à travers la Membrane Cellulaire
par des VECTEURS SYNTHÉTIQUES
Cytoplasme ARN
Noyau
Protéine
Mise au point d’agents artificiels de
transfert de gènes pour
Gène ADN la biotechnologie et la thérapie génique
Transfert de Gènes dans une Cellule Eukaryote
Vecteur Une molécule polyanionique (ADN) est transportée à travers
synthétique la membrane cytoplasmique et la membrane nucléaire
et est finalement exprimée en la protéine correspondante .

37. CELLULES GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉES par
TRANSFERT de GÈNE à l’aide de VECTEURS ARTIFICIELS
TRANSFERT de GÈNE in vitro TRANSFERT de GÈNE In vivo
CELLULES PRIMAIRES HUMAINES CELLULES ÉPITHÉLIALES des
(de polypes du nez) VOIES AÉRIENNES de SOURIS
(par instillation intratrachéale)
Expression de la -galactosidase (cellules bleues)
Pierre LEHN et al.

38. Génération d’architectures supramoléculaires
spontanée mais contrôlée par l’information moléculaire
mise en œuvre dans la reconnaissance moléculaire
L’ AUTO-ORGANISATION
Par delà la Pré-organisation
CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE

39. AUTO-ASSEMBLAGE du VIRUS de la MOSAÏQUE du TABAC
à partir de 2130 sous-unités protéiques + 1 molécule d’ARN viral

40. AUTO-ORGANISATION
SYSTÈMES CHIMIQUES PROGRAMMÉS
Le PROGRAMME est MOLÉCULAIRE
Sa MISE en OEUVRE est SUPRAMOLÉCULAIRE
L‘INFORMATION est stockée
dans les COMPOSANTS
Son TRAITEMENT s’effectue via un ensemble
d’interactions et suivant un ALGORITHME de
RECONNAISSANCE MOLÉCULAIRE
Étapes d'opération : Reconnaissance
Croissance
Terminaison

41. AUTO-ORGANISATION
d’ ARCHITECTURES
MÉTALLOSUPRAMOLÉCULAIRES
ÉLÉMENTS / BRIQUES MOLÉCULAIRES
CONNECTIONS / CIMENT : CATIONS MÉTALLIQUES
Génération spontanée mais contrôlée
d’architectures supramoléculaires

42. DOUBLE
HÉLICATES TRIPLE
Architectures
Hélicoïdales
Auto-organisées

43. AUTO-ORGANISATION
d’ Architectures de type GRILLE
Molécules
Ions
métalliques
STRUCTURE d’une
GRILLE [3x3]
AUTOORGANISÉE
6 MOLÉCULES ORGANIQUES +
9 CATIONS MÉTALLIQUES Ag(I)

44. NANOCYLINDRE
AUTOORGANISÉ
en une seule opération
à partir de
3 MOLÉCULES
LINEAIRES
4 MOLÉCULES
PLANES
12 CATIONS
MÉTALLIQUES
Cu(I)
19 composants
de trois types !

45. NANOSCIENCE et NANOTECHNOLOGIE
AUTO-ORGANISATION PROGRAMMÉE
génération spontanée et contrôlée bien définies
de grande taille
d’architectures supramoléculaires complexes
organisées
fonctionnelles
une puissante alternative ou un complément à la
NANOFABRICATION et à la NANOMANIPULATION
De la FABRICATION à l’AUTO-FABRICATION
L’Ultime Fabrication !

46. La CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE s’ouvre sur une
CHIMIE CONSTITUTIONNELLE DYNAMIQUE
capable de modifier la CONSTITUTION de ses objets
par échange de composants
du fait de la RÉVERSIBILITÉ des connections entre composants
permettant une ADAPTATION par VARIATION CONSTITUTIONELLE
recherche de SUBSTANCES BIOLOGIQUEMENT ACTIVES
auto-organisation de NANOSTRUCTURES DYNAMIQUES
développement de MATÉRIAUX DYNAMIQUES

47. Recherche Dynamique de SUBSTANCES à ACTIVITÉ BIOLOGIQUE
Sélection Dynamique par Reconnaissance Moléculaire
BIBLIOTHÈQUE Constituants EXPRESSION
COMBINATOIRE SÉLECTION d’un
DYNAMIQUE CONSTITUANT
Génération
de Diversité Sélection par le Récepteur
du constituant le mieux lié
Composants Ensemble de constituants
en interconversion
Clé/Serrure
Fragments
initiaux La Serrure
assemble
Sa Clé
Sélection par le récepteur/serrure du constituant/clé optimal parmi tous les
constituants/combinaisons/clés possibles formant la bibliothèque dynamique

48. AUTO-ORGANISATION
par DESSEIN avec SÉLECTION
INFORMATION DIVERSITÉ
PROGRAMMATION DYNAMIQUE
ADAPTATION
CHIMIE ADAPTATIVE

49. AUTO-ORGANISATION
CONCEPTION DYNAMIQUE SÉLECTION
CHIMIE GÉNÉRATION
SUPRAMOLÉCULAIRE de DIVERSITÉ
CHIMIE
ADAPTATIVE
une CHIMIE
ADAPTATIVE
CHIMIE
MOLÉCULAIRE ÉVOLUTIVE
DARWINIENNE !

50. AUTO-ORGANISATION
Étapes vers la MATIÈRE COMPLEXE
LES PROCESSUS QUI
DÉCRIRE
ONT CONDUIT À
COMPRENDRE
ONT LIEU DANS
CRÉER DE NOUVELLES la MATIÈRE
FORMES / EXPRESSIONS de COMPLEXE
ORGANISÉE – VIVANTE – PENSANTE !

51. « Là dove natura finisce di produrre le
sue spezie, quivi l'uomo comincia con le
cose naturali, con l'auditorio di essa
natura, a creare infinite spezie. »
Leonardo da Vinci
« Là où la nature cesse de produire
ses propres espèces, l'homme, en se
servant des choses naturelles, en accord
avec cette nature même, commence à
créer une infinité d'espèces. »
Léonard de Vinci

52. L’ESSENCE de la CHIMIE
n’est pas juste de découvrir mais de
CRÉER
La CHIMIE a la capacité de
CRÉER de NOUVELLES EXPRESSIONS de la MATIÈRE
Le LIVRE de la CHIMIE n’est pas juste à lire,
il est à ÉCRIRE
La PARTITION de la CHIMIE n’est pas juste à jouer,
elle est à COMPOSER

53. LA CHIMIE
Auguste
RODIN
(1840-1917)
ART de la MATIÈRE

54. PROMÉTHÉE
A CONQUIS LE FEU ;
nous ne pouvons pas le rendre .
Notre chemin nous mène de
l’ARBRE DE LA CONNAISSANCE
au
CONTRÔLE DE NOTRE DESTINÉE !

55. Lucas CRANACH
L’Ancien
(1472-1553)
Ève
a osé cueillir le fruit défendu
de l’Arbre de la Connaissance :
La Naissance de la Science !

56. Futur.....?
Présent.....
Passé.......

57. 13.7 billion years
HOMO
SAPIENS BIONICUS
Et après
?
vers la tenue d’Ève ??
Auguste
RODIN

58. David HILBERT
(1862-1943)

59. WIR MÜSSEN WISSEN
WIR WERDEN WISSEN
NOUS DEVONS SAVOIR
NOUS SAURONS
David HILBERT

62. Ludwig van Beethoven : Symphonie Nr. 9 D-Moll Op. 125
Ode an die Freude

65. La CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE
est une CHIMIE DYNAMIQUE, capable de
modifier la CONSTITUTION de ses objets par échange de composants
du fait de la RÉVERSIBILITÉ des INTERACTIONS NON-COVALENTES
permettant une ADAPTATION par VARIATION CONSTITUTIONELLE
IMPORTER cette DYNAMIQUE dans la CHIMIE MOLÉCULAIRE
par introduction de LIAISONS COVALENTES RÉVERSIBLES
CHIMIE DYNAMIQUE CONSTITUTIONELLE
MOLÉCULAIRE / COVALENTE autant que
SUPRAMOLÉCULAIRE / NON-COVALENTE

66. Iheronimus
BRÜSCHWICK
(1424?-1534)
Liber de arte distillandi, de simplicibus.
Das buch der rechten kunst zu distilieren
die eintzigen ding.
Strassburg:
Johann (Reinhard) Grüninger,
8 May 1500.
Liber de arte Distillandi
de Compositis
Das buch der waren kunst
zu distillieren die Compositis
Imprimé par Johann Grüninger
à Strasbourg en 1512

67. PARACELSE
Aureolus
Philippus
Theophrastus
Bombastus
Von HOHENHEIM
(Einsiedeln 1493- Salzbourg 1541)
Citoyen de Strasbourg
1527-1528

68. PARACELSE
Aureolus
Philippus
Theophrastus
Bombastus
Von HOHENHEIM
(Einsiedeln 1493- Salzbourg 1541)
Citoyen de Strasbourg
1527-1528
Cimetière St. Sebastian Salzbourg

69. Emil VOTOČEK
(1872–1950)
Chimiste et Compositeur
Études à l’École de Chimie de Mulhouse
Professeur à l’Université de
Technologie Chimique de Prague
Chimie des sucres
Introduction du Concept d’épimérie
69

70. Emil VOTOČEK
(1872–1950)
Chimiste et Compositeur
Études à l’École de Chimie de Mulhouse
Professeur à l’Université de
Technologie Chimique de Prague
Chimie des sucres
Introduction du concept d’épimérie
29 Lieder
26 autres compositions
70

71. CHIMIE DYNAMIQUE CONSTITUTIONNELLE
SUPRAMOLÉCULAIRE
génère de la DIVERSITÉ DYNAMIQUE et MOLÉCULAIRE
rend possible la SÉLECTION
permet l’ ADAPTATION
recherche de SUBSTANCES BIOLOGIQUEMENT ACTIVES
auto-organisation de NANOSTRUCTURES DYNAMIQUES
développement de MATÉRIAUX DYNAMIQUES / Dynamères
SYSTÈMES ADAPTATIFS
Matériaux Adaptatifs / Technologies Adaptatives

72. De l’ATOME à la MOLÉCULE
La CHIMIE MOLÉCULAIRE
Maîtrise de l’élaboration de la matière moléculaire

73. Mise en œuvre des interactions entre molécules
CHIMIE PAR-DELÀ LA MOLÉCULE
CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE
Á LA
CHIMIE MOLÉCULAIRE
DE LA

74. AUTO-ORGANISATION
dirigée par RECONNAISSANCE MOLÉCULAIRE
par delà la Pré-organisation
CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE

75. CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE
CHIMIE PAR DELÀ LA MOLÉCULE
CHIMIE des INTERACTION MOLÉCULAIRES
et de la LIAISON INTERMOLÉCULAIRE
CHIMIE des SYSTÈMES basés sur la
CHIMIE des ESPÈCES et des INTERACTIONS
RECONNAISSANCE, RÉACTIVITÉ et TRANSPORT
(CATALYSE)

76. SYSTÈMES CHIMIQUES PROGRAMMÉS
Le PROGRAMME est MOLÉCULAIRE
Sa MISE en OEUVRE est SUPRAMOLÉCULAIRE
L‘INFORMATION est stockée
dans les COMPOSANTS
Son TRAITEMENT s’effectue via un ensemble
d’interactions et suivant un ALGORITHME de
RECONNAISSANCE MOLÉCULAIRE
Étapes d'opération : Reconnaissance
Croissance
Terminaison

77. WIR MÜSSEN WISSEN
WIR WERDEN WISSEN
NOUS DEVONS SAVOIR
NOUS SAURONS
David HILBERT