Hace varios miles de millones de años, a medida que el planeta Tierra recién formado se enfrió después de un largo y brutal período de intenso bombardeo de meteoritos, charcos de lodo primordial comenzaron a arremolinarse con los precursores químicos de la vida.

Hoy dia, Los científicos están ideando reacciones químicas que imitan la Tierra primitiva para no solo aprender sobre cómo surgió la vida hace tantos años, sino también para desbloquear nuevas capacidades para la medicina moderna.

"Si puede obtener productos químicos que codifiquen información, entonces tal vez puedas diseñar nuevos medicamentos, "dice John Yin, profesor de ingeniería química y biológica en la Universidad de Wisconsin-Madison.

En un artículo publicado en línea el 29 de septiembre, 2018, en la revista de investigación Orígenes de la vida y evolución de las biosferas , Yin y sus colegas describieron los pasos iniciales para lograr químicas que codifiquen información en una variedad de condiciones que podrían imitar el entorno de la Tierra prehistórica.

"Veo esto como química de sistemas, ", dice Yin." ¿Cómo tomamos los productos químicos comprados en la tienda y los combinamos de tal manera que muestren propiedades emergentes como la capacidad de almacenar información o copiarse a sí mismos? "

Los compuestos que combinaron los investigadores fueron moléculas llamadas aminoácidos, que son los componentes moleculares de las proteínas que realizan gran parte del trabajo estructural y químico dentro de las células vivas. Hay 20 aminoácidos diferentes que se combinan para formar las proteínas esenciales para la vida. pero Yin y sus colegas se centraron en solo dos:alanina y glicina, que se encuentran entre los ejemplos más simples de estas moléculas.

También en la mezcla había una molécula de energía llamada trifosfato, se cree que está disponible en la Tierra primitiva.

Los investigadores "cocinaron" juntos la mezcla en un rango de diferentes temperaturas y diversas condiciones ácidas. En mezclas sin la molécula de energía, los aminoácidos solo se unen bajo las condiciones más duras y calientes. Cuando estaba presente el trifosfato, sin embargo, se formaron cadenas cortas de alanina y glicina a temperaturas más moderadas.

"El trifosfato facilita las reacciones en condiciones en las que se encuentra la mayor parte de la vida, "dice Yin.

Curiosamente, la alanina y la glicina no se combinaron al azar. En lugar de, los aminoácidos unidos en cadenas con secuencias específicas, dependiendo de la temperatura y el pH.

"Lo que hemos demostrado es que eres un producto de tu entorno, "dice Yin.

La clave del estudio fue la capacidad de determinar la composición de diferentes cadenas de aminoácidos con una química analítica sofisticada. Para las caracterizaciones moleculares, Yin colaboró ​​con Lingjun Li, profesor de farmacia y química.

"La gente ha estado cocinando aminoácidos desde 1940 aproximadamente, "dice Yin." Pero ahora podemos identificar lo que realmente hay allí ".

Y lo que identificaron insinúa los primeros destellos de almacenamiento de información que surgieron hace tantos miles de millones de años.

Los científicos especulan que, con mayor tiempo de "cocción", podría aparecer una complejidad aún mayor. Sus reacciones solo prosiguieron durante 24 horas, un simple parpadeo en comparación con la historia del planeta. Adicionalmente, los científicos planean agregar una mayor variedad de moléculas a la mezcla.

Finalmente, esperan crear mezclas donde moléculas complicadas se unan espontáneamente a partir de componentes más simples y crean reacciones químicas autónomas que interactúan y se alimentan entre sí.

Esas reacciones podrían contener las claves para crear nuevos medicamentos o sintetizar compuestos existentes de manera más eficiente.

"Descubriremos cómo cerrar el ciclo, "dice Yin.