Crean en laboratorio un posible precursor de la vida

Las protocélulas son los sistemas vivientes más simples y primitivos que existen. De hecho, el precursor más antiguo de la vida en la Tierra fue una protocélula, y ese es precisamente el motivo por el que estos organismos fascinan a los científicos de todo el mundo. Si la Ciencia pudiera crear una protocélula, se habrían conseguido las bases para crear formas de vida artificial más avanzadas.

No se trata de una tarea sencilla, y hasta el momento nadie ha conseguido aún llevar a cabo esa hazaña científica. Uno de los principales desafíos para conseguirlo es el de crear las cadenas de información que deberán heredar los descendientes de esa primera célula, o protocélula. Una información que los organismos vivientes transmiten a través del ADN y el ARN y que es imprescindible, también, para controlar el metabolismo celular y para dar a las células las instrucciones de cómo deben dividirse.

Ahora, un grupo de investigadores de los departamentos de Física, Química, Farmacia y del Centro de Tecnologías Vivientes Fundamentales (FLINT) de la Universidad del Sur de Dinamarca, describen en un artículo publicado en Europhysics Letters cómo han logrado descubrir algunas de esas líneas de información gracias a un modelo computerizado.

Para Steen Rasmussen, director del FLINT, "Hallar los mecanismos para crear cadenas de información resulta esencial para los investigadores que trabajan en vida artificial ".

Rasmussen y sus colegas se han tenido que enfrentar a dos problemas. Primero, que las cadenas moleculares muy largas se descomponen en el agua, lo que significa que las cadenas de información demasiado largas se rompen muy deprisa en presencia del líquido elemento, y dan lugar a una serie de cadenas más cortas. Y segundo, resulta muy difícil conseguir que estas moléculas se repliquen sin utilizar enzimas modernas. Resulta más sencillo llevar a cabo una "ligadura", esto es, combinar dos cadenas cortas en una más larga. Y ese es precisamente el mecanismo utilizado por los investigadores.

"En nuestra simulación informática -explica Rasmussen- o dicho de otra forma, en nuestro laboratorio molecular virtual, las cadenas de información empiezan a replicarse más deprisa y de forma más eficiente de lo que esperábamos. Sin embargo, nos llamó mucho la atención comprobar que se desarrollaban rápidamente y por igual el mismo número de cadenas de información cortas y largas, y que en el proceso se apreciaba, además, un fuerte patrón selectivo. Pudimos ver, en efecto, que solo patrones muy específicos de información de las cadenas podían encontrarse en las cadenas supervivientes. ¿Cómo podía darse esta selección tan coordinada, cuando nosotros no la habíamos programado? La explicación hay que buscarla en el modo en que las cadenas interactúan unas con otras".

Según Rasmussen, se creó una "red autocatalítica autoorganizada" en el interior de la probeta virtual en la que él y sus colegas habían colocado los ingredientes para que se formaran las cadenas de información. Una red autocatalítica es una red de moléculas que catalizan las unas lo que producen las otras. Cada molécula puede formarse a partir de por lo menos una reacción química en la red, y cada reacción puede ser catalizada por lo menos por otra molécula de la red. El proceso dará lugar a una red que muestra una forma primitiva de metabolismo y un sistema de información que se replica a sí mismo generación tras generación.

"Una red autocatalítica -afirma Rasmussen- trabaja como una comunidad. Cada molécula es un ciudadano que interactúa con otros ciudadanos y todos juntos ayudan a crear una sociedad".

La red autocatalítica observada por los investigadores evolucionó ràpidamente a un estado en el que las cadenas de cualquier longitud existían en concentraciones iguales, lo cual es poco común de ver.

"Podríamos haber descubierto un proceso similar a los que dieron origen a las primeras formas de vida -sostiene el investigador-. Aunque, por supuesto, no sabemos si la vida se originó de esta manera, aunque sí que podría haber sido uno de los pasos. Puede que un proceso similar creara una concentración lo suficientemente alta de cadenas de información largas como para que surgiera la primera protocélula".

Pero los mecanismos de formación y selección de cadenas de información no interesan solo a los investigadores que estudian el origen de las protocélulas. Sino que resultan del máximo interés para los que trabajan en las tecnologías del futuro.

Para Rasmussen, "buscamos maneras de desarrollar tecnología que se base en los mismos procesos que la vida . Si lo conseguimos, tendremos un mundo en el que los dispositivos tecnológicos podrán repararse a sí mismos, desarrollar propiedades nuevas y ser reutilizados."