Los químicos utilizan el blockchain para simular más de 4.000 millones de reacciones químicas esenciales para los orígenes de la vida
"Si me preguntas hace dos años, estaría pensando que necesitaríamos años para este tipo de trabajo"
Las criptomonedas suelen "minarse" a través de la cadena de bloques (blockchain) pidiendo a un ordenador que realice un complicado problema matemático a cambio de tokens de criptomoneda. Sin embargo, en una investigación publicada en la revista Chem el 24 de enero, un equipo de químicos ha reutilizado este proceso y ha pedido a los ordenadores que generen la mayor red jamás creada de reacciones químicas que podrían haber dado lugar a moléculas prebióticas en la Tierra primitiva.
Este trabajo indica que al menos algunas formas primitivas de metabolismo podrían haber surgido sin la participación de enzimas, y muestra el potencial de utilizar blockchain para resolver problemas fuera del sector financiero que, de otro modo, requerirían el uso de superordenadores caros y de difícil acceso.
"En este punto podemos decir que hemos buscado exhaustivamente todas las combinaciones posibles de reactividad química que los científicos creen que operaban en la Tierra primitiva", afirma el autor principal, Bartosz A. Grzybowski, del Instituto Coreano de Ciencias Básicas y la Academia Polaca de Ciencias.
Para generar esta red, los investigadores eligieron un conjunto de moléculas de partida probablemente presentes en la Tierra primitiva, como agua, metano y amoníaco, y establecieron reglas sobre las reacciones que podían producirse entre distintos tipos de moléculas. A continuación, tradujeron esta información a un lenguaje comprensible para los ordenadores y utilizaron la cadena de bloques para calcular qué reacciones se producirían a lo largo de múltiples expansiones de una gigantesca red de reacciones.
"El ordenador toma las moléculas primordiales y las químicas prebióticas aceptadas. La codificamos en la máquina y luego la lanzamos al mundo", explica Grzybowski.
El equipo de Grzybowski trabajó con químicos e informáticos de Allchemy, una empresa que utiliza la IA para la planificación de síntesis químicas, para generar la red utilizando Golem, una plataforma que orquesta partes de los cálculos en cientos de ordenadores de todo el mundo, que reciben criptomonedas a cambio del tiempo de cálculo.
La red resultante, denominada NOEL (Network of Early Life), comenzó con más de 11.000 millones de reacciones, que el equipo redujo a 4.900 millones de reacciones plausibles. NOEL contiene partes de rutas metabólicas bien conocidas como la glucólisis, imitaciones cercanas del ciclo de Krebs, que los organismos utilizan para generar energía, y síntesis de 128 moléculas bióticas simples como azúcares y aminoácidos.
Curiosamente, de los 4.900 millones de reacciones generadas, sólo cientos de ciclos de reacción podrían denominarse "autorreplicantes", lo que significa que las moléculas producen copias adicionales de sí mismas. Se ha postulado que la autorreplicación es fundamental para la aparición de la vida, pero la inmensa mayoría de sus manifestaciones conocidas requieren macromoléculas complejas como las enzimas.
"Nuestros resultados significan que con sólo moléculas pequeñas presentes, la autoamplificación es un acontecimiento raro. No creo que este tipo de autorreplicación estuviera operativo en la Tierra primitiva, antes de que se formaran de algún modo estructuras moleculares más grandes", afirma Grzybowski. "Vemos la aparición del metabolismo primitivo, pero no vemos la autorreplicación, así que quizá la autorreplicación apareció más tarde en la evolución".
"Si me preguntaran hace dos años, estaría pensando que necesitaríamos años para este tipo de trabajo", dice Grzybowski. "Pero por una fracción del coste, en dos o tres meses, terminamos una tarea de 10.000 millones de reacciones, 100.000 veces más grande que la anterior".
Este trabajo no sólo hace avanzar lo que sabemos sobre la química prebiótica primitiva, sino que también demuestra cómo la ciencia puede hacerse más accesible a los investigadores de universidades e instituciones más pequeñas.
"Nuestro sistema educativo se basa en universidades de élite, sobre todo en el mundo occidental. A los países en desarrollo les resulta muy difícil competir con esas universidades porque no tienen acceso a superordenadores", explica Grzybowski. "Pero si puedes distribuir la informática de esta manera por una fracción del coste, puedes dar a otras personas oportunidades de jugar".
Aunque la red generada en este trabajo se realizó en cientos de ordenadores de todo el mundo, Grzybowski sugiere que este método puede utilizarse en instituciones sin tener que pagar tokens de criptomoneda a los ordenadores que realizan los cálculos.
"Con una plataforma como Golem puedes conectar la red de tu institución y aprovechar toda la potencia ociosa de sus ordenadores para realizar cálculos", dice Grzybowski. "Podrías crear esta infraestructura informática sin ningún gasto de capital".
Grzybowski espera que reutilizar la blockchain de esta manera pueda revolucionar la forma en que realizamos cálculos a gran escala en todo el mundo y cambiar la forma en que vemos el valor de la criptodivisa.
"Espero que los informáticos descubran cómo podemos tokenizar las criptomonedas de forma que beneficien a la ciencia mundial", afirma Grzybowski. "Quizá la sociedad estaría más contenta con el uso de criptomonedas si pudiéramos decirle a la gente que en el proceso podríamos descubrir nuevas leyes de la biología o algún nuevo medicamento contra el cáncer", afirma Grzybowski.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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