La misma tecnología utilizada en las criptomonedas podría revelar los orígenes de la vida en la Tierra

Un equipo de químicos ha logrado aprovechar la tecnología blockchain, normalmente utilizada para extraer criptomonedas, para crear una red informática masiva que puede investigar el surgimiento de la vida en la Tierra. La técnica reveló que algunas formas primitivas de metabolismo, o sea las reacciones químicas que ocurren en las células de los seres vivos y transforman los alimentos en energía, podrían haber surgido sin la participación de enzimas o proteínas, destinadas a acelerar esas reacciones.

Un nuevo estudio liderado por el científico Bartosz A. Grzybowski, del Instituto Coreano de Ciencias Básicas y de la Academia Polaca de Ciencias, ha generado la red informática más grande jamás creada para simular las reacciones químicas que pueden haber dado origen a moléculas prebióticas en la Tierra primitiva. La investigación, publicada recientemente en la revista Chem, reutiliza el proceso tecnológico empleado en la operación con criptomonedas, denominado blockchain.

Según un comunicado de Cell Press, el trabajo sugiere que al menos algunas formas primitivas de metabolismo podrían haber surgido sin la participación de enzimas, abriendo una nueva vía para la comprensión del origen de la vida en nuestro planeta. Vale recordar que las enzimas son cruciales para acelerar los mecanismos metabólicos, que a su vez permiten reacciones químicas en el interior de las células para convertir los alimentos en energía.

Una enorme red de simulación de reacciones químicas

Además de este importante hallazgo, la investigación de Grzybowski y sus colegas permite comprobar que la tecnología blockchain podría utilizarse para resolver problemas fuera del sector financiero que, de otro modo, requerirían el uso de superordenadores costosos y de difícil acceso. Habitualmente, las criptomonedas se “extraen” mediante una cadena de bloques, solicitando a un ordenador que realice un complicado problema matemático: esto garantiza la seguridad del sistema y el control por parte de los integrantes de la red.

Ahora, los investigadores han utilizado ese esquema para intentar arrojar luz sobre los misterios que aún persisten en torno a los orígenes de la vida en la Tierra. "En este punto podemos decir que buscamos exhaustivamente todas las combinaciones posibles de reactividad química que los científicos creen que habrían estado operativas en la Tierra primitiva", indicó Grzybowski en la nota de prensa.

En principio, los investigadores eligieron un conjunto de moléculas iniciales probablemente presentes en los comienzos de nuestro planeta, incluyendo agua, metano y amoníaco, y establecieron reglas sobre qué reacciones podrían ocurrir entre diferentes tipos de moléculas. Posteriormente, tradujeron esta información a un lenguaje comprensible para los ordenadores y usaron blockchain para calcular qué reacciones ocurrirían dentro de la amplia gama de posibilidades planteadas.

Un metabolismo primitivo

Los resultados muestran que de los 4.900 millones de reacciones generadas, sólo cientos de ellas podrían denominarse “autorreplicantes”, lo que significa que las moléculas producen copias adicionales de sí mismas. Se cree que la autorreplicación es fundamental para el surgimiento de la vida, pero la gran mayoría de sus manifestaciones conocidas requieren macromoléculas complejas, como las enzimas.  

Aunque el número de reacciones autorreplicantes es mínimo, su identificación indica que podrían haber estado presentes en la Tierra primitiva, sin requerir enzimas y otras moléculas complejas de gran tamaño. En dicho proceso, “algunas moléculas se replicarían más rápido que otras y crearían posibles canales para llevar la evolución en una determinada dirección", explicó Grzybowski a Space.com

Sin embargo, los resultados también sugieren que únicamente con la presencia de moléculas pequeñas la autorreplicación puede ser posible, pero es un evento extraño e inusual: solamente un mínimo porcentaje de reacciones químicas podrían tener esas características. De esta forma, los científicos concluyen que aunque puede apreciarse el surgimiento de un metabolismo primitivo en los inicios del planeta, este tipo de autorreplicación debió haber surgido en la Tierra con la formación de estructuras moleculares más grandes y complejas.

Referencia

Emergence of metabolic-like cycles in blockchain-orchestrated reaction networks. Bartosz A. Grzybowski, Rafał Roszak et al. Chem (2024). DOI:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.12.009