Un equipo de científicos ha sintetizado un sistema molecular que sugiere una posible alternativa a la vida basada en el ADN.
La investigación financiada por la NASA, tuvo como objetivo explorar los fundamentos teóricos de la vida en otros mundos mediante el desarrollo de formas alternativas para almacenar y transmitir información genética.
Los investigadores llamaron a su creación «Hachimoji», que en japonés significa «ocho letras».
«Al analizar cuidadosamente los roles de forma, tamaño y estructura en el ADN de hachimoji, este trabajo amplía nuestra comprensión de los tipos de moléculas que podrían almacenar información en la vida extraterrestre en mundos diferentes», dijo el lider de la investigación, Steven Benner.
La investigación es un paso importante hacia una mejor comprensión de qué tipos de formas de vida podrían existir, así como dónde debemos buscarlos.
ADN con ocho nucleótidos en lugar de cuatro
Una forma de imaginar los tipos de estructuras extrañas encontradas en otros mundos es tratar de crear algo diferente en la Tierra. El equipo de investigadores, dirigido por Steven Benner en la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada en Alachua, Florida, logró con éxito la fabricación de este nuevo sistema molecular informativo que es como el ADN, excepto en un área clave: la nueva molécula tiene ocho ingredientes informativos, en lugar de cuatro.
El nuevo ADN sintético incluye los cuatro nucleótidos presentes en la vida terrestre adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T)), pero también otros cuatro que imitan las estructuras de los ingredientes informativos en el ADN irregular. El resultado es una estructura de doble hélice que puede almacenar y transferir información.
Sobrepasando los límites de la biología
Los científicos ya conocen la estabilidad y la funcionalidad del ADN “natural” en un rango de condiciones ambientales, y están separando lentamente los posibles escenarios que describen su evolución desde materiales orgánicos más simples hasta química viva.
No obstante, para realmente tener una idea de cómo podría evolucionar un sistema genético, se necesita probar los límites de su química subyacente. El ADN Hachimoji permite eso. Los nuevos códigos (llamados P, B, Z y S) se basan en el mismo tipo de moléculas nitrogenadas que las existentes, categorizadas como purinas y pirimidinas; e igualmente, se unen con enlaces de hidrógeno para formar sus propios pares de bases: S con B y P con Z.
Sin embargo, a diferencia de los bloques naturales, estas nuevas «letras» introducen docenas de nuevos parámetros químicos a la estructura de doble hélice que pueden afectar la forma en que se cierran y giran. Al idear modelos que predicen la estabilidad de la molécula y luego observar las estructuras reales hechas de este ADN artificial, los investigadores están mejor equipados.
En el futuro, el equipo también espera poder sintetizar otros sistemas genéticos aún más exóticos.
«Incorporar una comprensión más amplia de lo que es posible en el diseño de nuestros instrumentos y los conceptos de nuestra misión dará como resultado una búsqueda más inclusiva y, por lo tanto, más efectiva para la vida más allá de la Tierra», dijo la astrobióloga Mary Voytek.
Uno de los objetivos de la NASA es buscar vida en otros planetas como Marte, donde alguna vez hubo agua que fluye y una atmósfera espesa, o lunas como Europa y Encelado, donde vastos océanos de agua se agitan bajo gruesas capas de hielo. ¿Y si la vida en esos mundos no usa nuestro ADN?. ¿Cómo podríamos reconocerlo? Este nuevo ADN puede ser la clave para responder estas preguntas y muchas más.
Además, será importante para futuras aplicaciones de biología sintética y ampliará el alcance de las estructuras moleculares que podrían ser capaces de soportar la vida, tanto aquí en la Tierra como más ampliamente en otras partes del Universo.
La investigación ha sido publicada en Science.
Este nuevo sistema molecular, que no es una nueva forma de vida, en un futuro podría llegar a diseñar nuevas bases que puedan operar junto con nuestro propio ADN y también tendría aplicaciones más terrenales, útiles para los humanos, pero otras tantas que tal vez podrían tener implicaciones éticas. Esto sugiere que los científicos que buscan vida más allá de la Tierra pueden necesitar repensar lo que están buscando.
