Los químicos utilizan blockchain para simular más de 4 mil millones de reacciones químicas esenciales para el origen de la vida

Las criptomonedas generalmente se «extraen» a través de blockchain pidiéndole a una computadora que realice un complicado problema matemático a cambio de tokens de criptomonedas. Pero en una investigación que aparece en la revista química Un equipo de químicos ha reutilizado este proceso, pidiendo a las computadoras que generen la red más grande jamás creada de reacciones químicas que pueden haber dado origen 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 usar blockchain para resolver problemas fuera del sector financiero que de otro modo requerirían el uso de supercomputadoras costosas y de difícil acceso.

«En este punto podemos decir que buscamos exhaustivamente todas las combinaciones posibles de reactividad química que los científicos creen que habían estado operativas en la Tierra primitiva», dice el autor principal Bartosz A. Grzybowski del Instituto Coreano de Ciencias Básicas y la Academia Polaca de Ciencias.

Para generar esta crimson, los investigadores eligieron un conjunto de moléculas iniciales probablemente presentes en la Tierra primitiva, incluidos agua, metano y amoníaco, y establecieron reglas sobre qué reacciones podrían ocurrir entre diferentes tipos de moléculas. Luego tradujeron esta información a un lenguaje comprensible para las computadoras y usaron blockchain para calcular qué reacciones ocurrirían en múltiples expansiones de una crimson de reacción gigante.

«La computadora toma las moléculas primordiales y las químicas prebióticas aceptadas. Las codificamos en la máquina y luego las liberamos al mundo», dice Grzybowski.

El equipo de Grzybowski trabajó con químicos y especialistas en informática de Allchemy, una empresa que utiliza IA para la planificación de síntesis química, para generar la Red utilizando Golem, una plataforma que orquesta partes de los cálculos en cientos de computadoras en todo el mundo, que reciben criptomonedas a cambio. para el tiempo de cálculo.

La Lifestyle resultante, denominada NOEL por basic of Early pink, comenzó con más de 11 mil millones de reacciones, que el equipo redujo a 4,9 mil millones de reacciones plausibles. NOEL contiene partes de vías 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 crimson para el surgimiento de la vida, pero la gran mayoría de sus manifestaciones conocidas requieren macromoléculas complejas como las enzimas.

«Nuestros resultados significan que con sólo moléculas pequeñas presentes, la autoamplificación es un evento raro. No creo que este tipo de autorreplicación estuviera operativo en la Tierra primitiva, antes de que de alguna manera se formaran estructuras moleculares más grandes», dice Grzybowski. «Vemos el surgimiento de un metabolismo primitivo, pero no vemos la autorreplicación, por lo que tal vez la autorreplicación apareció más tarde en la evolución».

«Si me preguntaran hace dos años, pensaría que necesitaríamos años para este tipo de trabajo», dice Grzybowski. «Pero por una fracción del costo, en dos o tres meses, terminamos una tarea de 10 mil millones de reacciones, 100 mil veces más grande que antes».

Este trabajo no sólo avanza lo que sabemos sobre la química prebiótica temprana, sino que también demuestra cómo la ciencia puede ser más accesible para los investigadores de universidades e instituciones más pequeñas.

«Nuestro sistema de educación se basa en universidades de élite, principalmente en el mundo occidental. Es muy difícil para el mundo en desarrollo competir incluso con estas universidades porque no tienen acceso a supercomputadoras», dice Grzybowski. «Pero si se puede distribuir la informática de esta manera por una fracción del coste, se puede dar a otras personas la oportunidad de jugar».

Si bien la capital generada en este trabajo se realizó en cientos de computadoras en todo el mundo, Grzybowski sugiere que este método se puede utilizar en instituciones sin tener que pagar tokens de criptomonedas a las computadoras que realizan los cálculos.

«Con una plataforma como Golem puedes conectar la international de tu institución y aprovechar toda la potencia inactiva de sus computadoras para realizar cálculos», dice Grzybowski. «Se podría crear esta infraestructura informática sin ningún gasto de cell».

Grzybowski espera que reutilizar la cadena de bloques 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 las criptomonedas.

«Espero que la gente en informática pueda descubrir cómo podemos tokenizar las criptomonedas de alguna manera que pueda beneficiar a la ciencia global», dice Grzybowski. «Quizás la sociedad podría estar más contenta con el uso de criptomonedas si se pudiera decirle a la gente que en el proceso podríamos descubrir nuevas leyes biológicas o algún nuevo medicamento contra el cáncer», dice Grzybowski.