Las mutaciones genéticas podrían predecirse antes de que ocurran utilizando una nueva ley de la física, según un estudio de la Universidad de Portsmouth.

El documento encuentra que la segunda ley de la dinámica de la información, o "infodinámica", se comporta de manera diferente a la segunda ley de la termodinámica, un descubrimiento que podría tener implicaciones masivas para los desarrollos futuros en la investigación del genoma, la biología evolutiva, la computación, los grandes datos, la física y la cosmología. .

El autor principal, el Dr. Melvin Vopson, es de la Facultad de Matemáticas y Física de la Universidad. Él dice que "en la física, hay leyes que gobiernan todo lo que sucede en el universo, por ejemplo, cómo se mueven los objetos, cómo fluye la energía, etc. Todo se basa en las leyes de la física".

"Una de las leyes más poderosas es la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía, una medida del desorden en un sistema aislado, solo puede aumentar o permanecer igual, pero nunca disminuirá".

Esta es una ley indiscutible ligada a la flecha del tiempo, que muestra que el tiempo solo va en una dirección. Fluye en una sola dirección y no puede retroceder.

Él dice:"imagina dos cajas de vidrio transparentes. En el lado izquierdo tienes moléculas de gas rojas, que puedes ver, como humo rojo. En el lado derecho, tienes humo azul, y entre ellas hay una barrera. Si quitas el barrera, los dos gases comenzarán a mezclarse y el color cambiará. No hay ningún proceso por el que este sistema pueda pasar para separar por sí solo el azul y el rojo nuevamente".

"En otras palabras, no se puede bajar la entropía u organizar el sistema como estaba antes sin gastar energía, porque la entropía solo se mantiene constante o aumenta con el tiempo".

El Dr. Vopson es un físico de la información. Su trabajo explora los sistemas de información, que pueden ser cualquier cosa, desde el disco de una computadora portátil hasta el ADN y el ARN de los organismos vivos. Este documento fue escrito en colaboración con el Dr. Serban Lepadatu de la Universidad de Central Lancashire.

El Dr. Vopson agregó que "si la segunda ley de la termodinámica establece que la entropía debe permanecer constante o aumentar con el tiempo, pensé que tal vez la entropía de la información sería la misma".

"Pero lo que el Dr. Lepadatu y yo encontramos fue exactamente lo contrario:disminuye con el tiempo. La segunda ley de la dinámica de la información funciona exactamente en oposición a la segunda ley de la termodinámica".

El Dr. Vopson afirma que esto podría ser lo que impulsa las mutaciones genéticas en los organismos biológicos.

"El consenso mundial es que las mutaciones ocurren al azar y luego la selección natural dicta si la mutación es buena o mala para un organismo", explicó. Si la mutación es beneficiosa para un organismo, se mantendrá.

"Pero, ¿y si hay un proceso oculto que impulsa estas mutaciones? Cada vez que vemos algo que no entendemos, lo describimos como 'aleatorio' o 'caótico' o 'paranormal', pero es solo nuestra incapacidad para explicarlo. "

"Si podemos comenzar a observar las mutaciones genéticas desde un punto de vista determinista, podemos explotar esta nueva ley física para predecir mutaciones, o la probabilidad de mutaciones, antes de que ocurran".

El Dr. Vopson y sus colegas analizaron genomas reales de COVID-19 (SARS-CoV-2) y descubrieron que su entropía de información disminuía con el tiempo:"El mejor ejemplo de algo que sufre una serie de mutaciones en un corto espacio de tiempo es un virus. La pandemia nos ha brindado la muestra de prueba ideal, ya que el SARS-CoV-2 mutó en tantas variantes y los datos disponibles son increíbles".

"Los datos de COVID confirman la segunda ley de la infodinámica y la investigación abre posibilidades ilimitadas. Imagínese observar un genoma en particular y juzgar si una mutación es beneficiosa antes de que suceda. Esta podría ser una tecnología revolucionaria que podría usarse en terapias genéticas, la industria farmacéutica, la biología evolutiva y la investigación de pandemias".

El documento se publica en AIP Advances . + Explora más

Nuevo experimento podría confirmar el quinto estado de la materia en el universo