Si hay un enigma que intriga a los científicos es por qué la vida está hecha básicamente de carbono y no de silicio. Este elemento tiene unas propiedades químicas muy similares a las del carbono y además es el segundo más abundante en la Tierra, después del oxígeno.

En teoría, habría sido igual de fácil para las formas de vida basadas en silicio haber evolucionado en nuestro planeta al igual que las basadas ​​en el carbono. Y sin embargo, las formas de vida basadas en silicio no existen… hasta donde sabemos.

Sin embargo, ahora unos científicos de la Universidad Caltech en California han aprovechado esta similitud, para hacer que células vivas produzcan enlaces de carbono y silicio demostrando por primera vez que la naturaleza puede incorporar al silicio en los bloques de construcción de la vida. La investigación ha sido publicada en Science.

A pesar que los químicos ya han logrado crear este tipo de enlaces anteriormente, hasta el momento nunca se han encontrado en la naturaleza, y estas nuevas células podrían ayudarnos a entender más sobre la posibilidad de la vida basada en silicio en otras partes del Universo. "Ningún organismo vivo es conocido por realizar enlaces de silicio y carbono, a pesar de que el silicio es tan abundante, en las rocas y en la playa", dice una de las investigadoras, Jennifer Kan de Caltech.

Una de las características más importantes que comparten el carbono y el silicio es la capacidad de formar enlaces con cuatro átomos al mismo tiempo. Esto significa que son capaces de, en las condiciones ideales, enlazar las largas cadenas de moléculas necesarias para formar la base de la vida tal como la conocemos: las proteínas y el ADN.

Entonces, usando estas características, Kan y su equipo han logrado que células vivas de una bacteria logren crear enlaces de carbono y silicio. Los investigadores comenzaron por el aislamiento de una proteína que se produce de forma natural en la bacteria Rhodothermus marinus, que vive en las aguas termales de Islandia.

Los científicos escogieron esta proteína, llamada enzima citocromo c, porque mientras su papel principal es transportar electrones a través de las células, las pruebas de laboratorio revelaron que podrían facilitar los tipos de enlaces que podrían unir átomos de silicio al carbono.

Después de aislar la proteína, la introdujeron en una bacteria viva de E. Coli, y la modificaron para que aprendiera a producir eficazmente compuestos de este tipo. Para ello, forzaron la aparición de mutaciones en la enzima, y esperaron a que pasaran varias generaciones de bacterias, algo que ocurre en cuestión de minutos, para escoger a la bacteria más eficaz.

Gracias a esto, consiguieron que esta enzima, que nunca produciría estos compuestos en medio natural, los fabricara en el laboratorio con mucha eficiencia. "Después de tres rondas de mutaciones, la proteína ya podía unir el silicio al carbono 15 veces más eficientemente que cualquier catalizador sintético", comenta Aviva Rutkin para New Scientist.

El hecho de que esta bacteria haya sido diseñada para producir enlaces de carbono-silicio de manera más eficiente que con los métodos químicos, es una buena noticia. Primero, ofrece una mejor manera de producir los enlaces carbono-silicio que se necesitan para hacer cosas como productos farmacéuticos, productos químicos agrícolas y combustibles. Segundo, significa que una forma de vida podría estar, al menos parcialmente, basada en el silicio, y si los investigadores siguen creando este tipo de bacterias, podríamos conseguir una mejor comprensión de cómo podría lucir.

"Este estudio muestra la rapidez con que la naturaleza puede adaptarse a los nuevos desafíos", dijo uno de los miembros del equipo, Frances Arnold, en un comunicado de prensa. "La maquinaria catalítica codificadora de ADN de la célula puede aprender rápidamente a promover nuevas reacciones químicas cuando proporcionamos nuevos reactivos y el incentivo apropiado en forma de selección artificial. La naturaleza podría haber hecho esto ella misma si quería" finalizó.

Cabe señalar que los científicos no han logrado crear per se un organismo vivo basado en silicio. La bacteria que han modificado solo puede vivir en las delicadas condiciones de los laboratorios y nunca crecería en un entorno natural. Solo han conseguido que una enzima incorpore estos nuevos enlaces, pero luego de un complicado proceso de selección artificial.

FUENTES: SCIENCEALERT, PHYS