A criptomoeda geralmente é “minerada” por meio do blockchain, solicitando a um computador que execute um problema matemático complicado em troca de tokens de criptomoeda. Mas em pesquisas publicadas na revista Chem uma equipe de químicos adaptou esse processo, pedindo aos computadores que gerassem a maior rede já criada de reações químicas que podem ter dado origem a moléculas prebióticas na Terra primitiva.



Este trabalho indica que pelo menos algumas formas primitivas de metabolismo podem ter surgido sem o envolvimento de enzimas, e mostra o potencial da utilização da blockchain para resolver problemas fora do sector financeiro que, de outra forma, exigiriam a utilização de supercomputadores caros e de difícil acesso.

"Neste ponto, podemos dizer que procurámos exaustivamente todas as combinações possíveis de reactividade química que os cientistas acreditam terem funcionado na Terra primitiva," afirma o autor sénior Bartosz A. Grzybowski do Instituto Coreano de Ciências Básicas e da Academia Polaca de Ciências.

Para gerar esta rede, os investigadores escolheram um conjunto de moléculas iniciais provavelmente presentes na Terra primitiva, incluindo água, metano e amoníaco, e estabeleceram regras sobre quais as reações que poderiam ocorrer entre diferentes tipos de moléculas. Eles então traduziram essas informações para uma linguagem compreensível por computadores e usaram o blockchain para calcular quais reações ocorreriam em múltiplas expansões de uma rede de reações gigante.

“O computador pega as moléculas primordiais e os produtos químicos prebióticos aceitos. Nós os codificamos na máquina e depois os liberamos para o mundo”, diz Grzybowski.

A equipe de Grzybowski trabalhou com químicos e especialistas em informática da Allchemy, uma empresa que usa IA para planejamento de síntese química, para gerar a rede usando o Golem, uma plataforma que orquestra partes dos cálculos em centenas de computadores em todo o mundo, que recebem criptomoedas em troca. para o tempo de computação.

A rede resultante, denominada NOEL para Rede da Primeira Vida, começou com mais de 11 mil milhões de reações, que a equipa reduziu para 4,9 mil milhões de reações plausíveis. NOEL contém partes de vias metabólicas bem conhecidas, como a glicólise, imitações próximas do ciclo de Krebs, que os organismos usam para gerar energia, e síntese de 128 moléculas bióticas simples, como açúcares e aminoácidos.

Curiosamente, dos 4,9 mil milhões de reações geradas, apenas centenas de ciclos de reação poderiam ser chamados de “auto-replicantes”, o que significa que as moléculas produzem cópias adicionais de si mesmas. Postula-se que a auto-replicação é fundamental para o surgimento da vida, mas a grande maioria de suas manifestações conhecidas requer macromoléculas complexas como enzimas.

"Os nossos resultados significam que, com apenas moléculas pequenas presentes, a auto-amplificação é um evento raro. Não creio que este tipo de auto-replicação estivesse em funcionamento na Terra primitiva, antes de estruturas moleculares maiores se formarem de alguma forma," diz Grzybowski. "Vemos o surgimento do metabolismo primitivo, mas não vemos a auto-replicação, então talvez a auto-replicação tenha surgido mais tarde na evolução."

“Se você me perguntasse há dois anos, pensaria que precisaríamos de anos para esse tipo de trabalho”, diz Grzybowski. “Mas por uma fração do custo, em dois ou três meses, concluímos uma tarefa de 10 bilhões de reações, 100 mil vezes maior do que fizemos anteriormente”.

Este trabalho não só avança o que sabemos sobre a química pré-biótica inicial, mas também demonstra como a ciência pode tornar-se mais acessível aos investigadores em universidades e instituições mais pequenas.

“O nosso sistema de ensino baseia-se em universidades de elite, principalmente no mundo ocidental. É muito difícil para o mundo em desenvolvimento competir com estas universidades porque não têm acesso a supercomputadores”, diz Grzybowski. "Mas se você puder distribuir a computação dessa forma por uma fração do custo, poderá dar a outras pessoas oportunidades de jogar."

Embora a rede gerada neste trabalho tenha sido executada em centenas de computadores ao redor do mundo, Grzybowski sugere que esse método pode ser usado em instituições sem a necessidade de pagar tokens de criptomoeda aos computadores que realizam os cálculos.

“Com uma plataforma como o Golem você pode conectar a rede da sua instituição e aproveitar toda a energia ociosa dos seus computadores para realizar cálculos”, diz Grzybowski. "Você poderia criar esta infra-estrutura de computação sem qualquer despesa de capital."

Grzybowski espera que redirecionar o blockchain dessa forma possa revolucionar a forma como realizamos cálculos em grande escala em todo o mundo e mudar a forma como vemos o valor da criptomoeda.

“Espero que as pessoas da ciência da computação possam descobrir como podemos tokenizar criptomoedas de alguma forma que possa beneficiar a ciência global”, diz Grzybowski. “Talvez a sociedade pudesse ficar mais feliz com o uso de criptomoedas, se pudéssemos dizer às pessoas que, no processo, poderíamos descobrir novas leis da biologia ou algum novo medicamento contra o câncer”, diz Grzybowski.

Mais informações: Emergência de ciclos semelhantes aos metabólicos em redes de reação orquestradas por blockchain., Chem (2024). DOI:10.1016/j.chempr.2023.12.009. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00611-3
Informações do diário: Química

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