Imagen conceptual de una forma de vida basada en silicio. Crédito: Lei Chen and Yan Liang / Caltech

Científicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) han conseguido que una bacteria forme enlaces de silicio-carbono, un compuesto que no existe en la naturaleza. El hallazgo, que podría tener repercusiones enormes en la industria, es el primero en demostrar que los seres vivos pueden adaptarse al silicio.

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Los compuestos de silicio-carbono, u organosilicio, se fabrican sintéticamente en los laboratorios y se utilizan en productos farmacéuticos, químicos agrícolas, pinturas, semiconductores y pantallas. Hasta ahora ningún organismo vivo había evolucionado para producir estos enlaces, a pesar de la abundancia del silicio, disponible en las rocas y en toda la playa. Mediante el método de la evolución dirigida, los investigadores de Caltech han logrado crear una enzima que produce biomoléculas de carbono-silicio dentro de un ser vivo.

El proceso de evolución dirigida comienza con una enzima que los científicos quieren mejorar. El ADN muta de manera más o menos aleatoria, y las enzimas resultantes son sometidas a prueba para seleccionar el rasgo deseado. La enzima de alto rendimiento es mutada de nuevo, y el proceso se repite hasta conseguir una enzima que realiza una determinada tarea mucho mejor que la original. “Es como criar un caballo de carreras”, dice Frances Arnold, la autora principal del estudio. “Solo que lo hacemos con proteínas”.

El objetivo no era solo mejorar la función biológica de la enzima sino persuadirla de hacer algo que no había hecho antes. Después de tan solo tres rondas, los científicos consiguieron crear una proteína que puede hacer selectivamente enlaces de silicio-carbono 15 veces más eficientes que el mejor catalizador inventado por los químicos en el laboratorio, lo que abre todo un mundo de posibilidades para las industrias que hemos mencionado antes.

El estudio es además el primero en demostrar que la naturaleza es capaz de adaptarse para incorporar el silicio en las moléculas basadas en carbono, los bloques de construcción de la vida. Al igual que el carbono, el silicio puede formar enlaces de cuatro átomos simultáneamente, ideales para construir las cadenas largas de moléculas que forman la vida, como proteínas y ADN.

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La ciencia ficción lleva décadas imaginando formas de vida extraterrestres basadas en el silicio (lo saben bien los fans de Star Trek). El material con el que construimos nuestros chips no solo tiene propiedades químicas muy similares al carbono, además es el segundo elemento más abundante del planeta. Gracias a este nuevo hallazgo, estamos más cerca de comprender si la vida en la Tierra pudo evolucionar a través del silicio en lugar del carbono, y si es posible que eso haya ocurrido fuera de nuestro planeta. [Science vía Caltech]