La criptovaluta viene solitamente "estratta" attraverso la blockchain chiedendo a un computer di eseguire un complicato problema matematico in cambio di gettoni di criptovaluta. Ma in una ricerca apparsa sulla rivista Chem un team di chimici ha riproposto questo processo, chiedendo ai computer di generare invece la più grande rete mai creata di reazioni chimiche che potrebbero aver dato origine a molecole prebiotiche sulla Terra primordiale.

Questo lavoro indica che almeno alcune forme primitive di metabolismo potrebbero essere emerse senza il coinvolgimento di enzimi e mostra il potenziale dell'uso della blockchain per risolvere problemi al di fuori del settore finanziario che altrimenti richiederebbero l'uso di supercomputer costosi e di difficile accesso. /P>

"A questo punto possiamo dire di aver cercato in modo esauriente ogni possibile combinazione di reattività chimica che gli scienziati ritengono fosse operativa sulla Terra primitiva", afferma l'autore senior Bartosz A. Grzybowski del Korea Institute for Basic Science e dell'Accademia polacca delle scienze.

Per generare questa rete, i ricercatori hanno scelto una serie di molecole iniziali probabilmente presenti sulla Terra primordiale, tra cui acqua, metano e ammoniaca, e hanno stabilito regole su quali reazioni potrebbero verificarsi tra i diversi tipi di molecole. Hanno poi tradotto queste informazioni in un linguaggio comprensibile ai computer e hanno utilizzato la blockchain per calcolare quali reazioni si sarebbero verificate su più espansioni di una gigantesca rete di reazione.

"Il computer prende le molecole primordiali e le sostanze chimiche prebiotiche accettate. Le abbiamo codificate nella macchina e poi le abbiamo rilasciate nel mondo", afferma Grzybowski.

Il team di Grzybowski ha lavorato con chimici e specialisti informatici di Allchemy, un'azienda che utilizza l'intelligenza artificiale per la pianificazione della sintesi chimica, per generare la rete utilizzando Golem, una piattaforma che orchestra parti dei calcoli su centinaia di computer in tutto il mondo, che ricevono criptovaluta in cambio per il tempo di calcolo.

La rete risultante, denominata NOEL per Network of Early Life, è iniziata con oltre 11 miliardi di reazioni, che il team ha ristretto a 4,9 miliardi di reazioni plausibili. NOEL contiene parti di percorsi metabolici ben noti come la glicolisi, imitazioni del ciclo di Krebs, che gli organismi utilizzano per generare energia, e sintesi di 128 molecole biotiche semplici come zuccheri e amminoacidi.

Curiosamente, dei 4,9 miliardi di reazioni generate, solo centinaia di cicli di reazione potrebbero essere definiti “autoreplicanti”, il che significa che le molecole producono copie aggiuntive di se stesse. È stato ipotizzato che l'autoreplicazione sia fondamentale per l'emergere della vita, ma la stragrande maggioranza delle sue manifestazioni conosciute richiedono macromolecole complesse come gli enzimi.

"I nostri risultati significano che con solo piccole molecole presenti, l'auto-amplificazione è un evento raro. Non penso che questo tipo di auto-replicazione fosse operativo sulla Terra primitiva, prima che si formassero in qualche modo strutture molecolari più grandi", dice Grzybowski. "Vediamo l'emergere del metabolismo primitivo, ma non vediamo l'autoreplicazione, quindi forse l'autoreplicazione è apparsa più tardi nell'evoluzione."

"Se me lo chiedeste due anni fa, penserei che avremmo bisogno di anni per questo tipo di lavoro", dice Grzybowski. "Ma per una frazione del costo, in due o tre mesi, abbiamo portato a termine un compito di 10 miliardi di reazioni, 100.000 volte più grande di quanto fatto in precedenza."

Questo lavoro non solo fa avanzare ciò che sappiamo sulla chimica prebiotica iniziale, ma dimostra anche come la scienza può essere resa più accessibile ai ricercatori delle università e delle istituzioni più piccole.

"Il nostro sistema educativo si basa su università d'élite, soprattutto nel mondo occidentale. È molto difficile per i paesi in via di sviluppo persino competere con queste università perché non hanno accesso ai supercomputer", afferma Grzybowski. "Ma se riesci a distribuire l'informatica in questo modo a una frazione del costo, puoi dare ad altre persone l'opportunità di giocare."

Sebbene la rete generata in questo lavoro sia stata eseguita su centinaia di computer in tutto il mondo, Grzybowski suggerisce che questo metodo può essere utilizzato presso le istituzioni senza dover pagare token di criptovaluta ai computer che eseguono i calcoli.

"Con una piattaforma come Golem puoi connettere la rete del tuo istituto e sfruttare tutta la potenza inattiva dei suoi computer per eseguire calcoli", afferma Grzybowski. "Potresti creare questa infrastruttura informatica senza alcuna spesa in conto capitale."

Grzybowski spera che il riutilizzo della blockchain in questo modo possa rivoluzionare il modo in cui eseguiamo calcoli su larga scala in tutto il mondo e cambiare il modo in cui vediamo il valore della criptovaluta.

"Spero che gli esperti di informatica riescano a capire come tokenizzare le criptovalute in un modo che possa avvantaggiare la scienza globale", afferma Grzybowski. "Forse la società potrebbe essere più contenta dell'utilizzo delle criptovalute, se si potesse dire alla gente che nel processo potremmo scoprire nuove leggi della biologia o qualche nuovo farmaco antitumorale", afferma Grzybowski.

Ulteriori informazioni: Emersione di cicli di tipo metabolico in reti di reazione orchestrate da blockchain., Chem (2024). DOI:10.1016/j.chempr.2023.12.009. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00611-3

Informazioni sul giornale: Chimica

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