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Primer paso hacia la creación de vida inorgánica

Científicos de la Universidad de Glasgow consiguen desarrollar células con características biológicas, a partir de moléculas de metal


Un equipo de científicos escoceses ha dado el primer paso hacia la creación de “vida” a partir de sustancias químicas inorgánicas, un avance que podría propiciar la aparición de la “biología inorgánica”. Los investigadores desarrollaron burbujas similares a células, a partir de moléculas gigantes contenedoras de metal, y consiguieron añadir a éstas ciertas características de las células biológicas. Los científicos esperan que la investigación, una vez culminada, ayude a explicar qué es la vida, y demuestre que el universo puede estar lleno de formas de vida no basadas en el carbono. Por Yaiza Martínez.


Yaiza Martínez
Escritora, periodista, y Directora de Tendencias21. Saber más del autor



Célula eucariota. Fuente: Wikimedia Commons.
Célula eucariota. Fuente: Wikimedia Commons.
Un equipo de científicos de la Universidad de Glasgow, en Escocia, afirma haber dado el primer paso hacia la creación de “vida” a partir de sustancias químicas inorgánicas, un avance que podría propiciar la aparición de una nueva área de la biología: la “biología inorgánica”.

El profesor Lee Cronin y sus colaboradores en el Cronin Laboratory de la Universidad de Glasgow, han conseguido, más concretamente, desarrollar un nuevo método de fabricación de células químicas inorgánicas, a las que se ha bautizado como iCHELLs.

Tecnología de la vida inorgánica

En un comunicado emitido por dicha Universidad, Cronin explica acerca de su trabajo que “toda la vida en la Tierra está basada en la biología orgánica (por ejemplo, carbono en forma de aminoácidos, nucleótidos, azúcares…). Por el contrario, se considera que el mundo inorgánico es inanimado. Lo que nosotros estamos intentando es crear células inorgánicas autorreplicantes, evolutivas, que, esencialmente, estén vivas”.

Estas células podrían dividirse con membranas internas destinadas a controlar el tránsito de materiales y energía a través de ellas, de manera que encierren en su interior diversos procesos químicos, de la misma forma que lo hacen las células biológicas.

Los investigadores afirman que las iCHELLs, que también pueden almacenar electricidad, resultarían útiles en todo tipo de aplicaciones médicas. Por ejemplo, podrían funcionar como sensores o recluyendo reacciones químicas.

El proceso de creación de “vida inorgánica” aún se encuentra en sus estadios iniciales, pero el profesor Cronin cree que su culminación es completamente factible: “El gran reto es desarrollar células químicas complejas con propiedades similares a las de las células orgánicas, que nos ayuden a comprender cómo surgió la vida; y también utilizar este método para definir una nueva tecnología basada en la evolución en el mundo material, una suerte de tecnología de la vida inorgánica”.

Creación de las células

Según publica al respecto la revista NewScientist, hasta ahora lo que han logrado Cronin y su equipo ha sido fabricar burbujas similares a células, a partir de moléculas gigantes contenedoras de metal.

iChells. Fuente: Cronin Group.
iChells. Fuente: Cronin Group.
Estas burbujas, creadas con algunas de las propiedades de las células vivas, están compuestas por extensos polixometalatos, a su vez formados por átomos de metal -más recientemente de tungsteno - y enlazados con oxígeno y fósforo.

El proceso de la formación de las células inorgánicas se inició con la creación de sales a partir de iones negativos de óxidos metálicos, enlazados a un pequeño ión positivo de hidrógeno o de sodio.

Una solución de estas sales fue inyectada en otra solución salina, en este caso compuesta por iones orgánicos de carga positiva, enlazados a pequeños iones negativos.

La unión de ambas soluciones propició que los óxidos metálicos de la primera se agrupasen con los iones orgánicos de la segunda solución. El resultado fue una sal insoluble en agua que se precipitó en forma de cáscaras o de burbujas.

Propiedades alcanzadas

Cronin afirma que, mediante la modificación del óxido de metal de estas burbujas o células inorgánicas resultantes, pudo proporcionar a éstas algunas de las características de las células naturales.

Por ejemplo, añadiendo agujeros a la estructura del óxido, lo transformó en una membrana porosa por la que sólo entran y salen ciertas sustancias, en función de su tamaño (igual que sucede con las paredes de las células biológicas). Esta propiedad “selectiva” permite a la membrana controlar una amplia gama de reacciones químicas.

Además, Cronin y su equipo han conseguido fabricar burbujas dentro de burbujas, para crear así compartimentos que imitan la estructura interna de las células biológicas. Asimismo, han empezado a incorporar a las iCHELLs elementos precisos para la fotosíntesis, mediante la agrupación de algunas moléculas de óxido con tintes sensibles a la luz.

Por último, Cronin cree que podría llegar a desarrollar una membrana capaz de dividir el agua en iones de hidrógeno, electrones y oxígeno, al ser iluminada, imitando así el estadio inicial de la fotosíntesis.

El siguiente paso, esperan los investigadores, será conseguir que las células inorgánicas lleguen a ser entidades autorreplicantes.

Demostración de otras formas de vida

En una entrevista publicada por The Guardian hace tan solo unos días, Lee Cronin afirmaba que si se consigue que elementos que no se multiplican o inorgánicos evolucionen, quizá se pueda comprender porqué la evolución es tan especial, y también entender qué es la vida.

Cronin cree, por otro lado, que estas investigaciones podrían demostrar que la vida es capaz de emerger no sólo del carbono, como ha sucedido en la Tierra, sino también a partir de otros elementos: “Si somos capaces de probar que la biología es un fenómeno general, no sólo basado en lo orgánico, sabremos que, probablemente, haya otras formas de vida en el universo”.

“Lo que digo es que todo puede convertirse en vivo, pero hacerlo por diferentes vías. Y, de hecho, en este universo habrá vida basada en el hierro o en el silicio, sólo que no podemos concebirlo”, añade el investigador. Los resultados de su estudio han aparecido detallados en Angewandte Chemie International Edition.


Viernes, 16 de Septiembre 2011
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Nota



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1.Publicado por Alejandro Álvarez Silva el 16/09/2011 20:21
¡Tiempo al tiempo! No adelantemos acontecimientos... Está claro lo conseguido... y también la "utopía" que pretende, ¡pero se le ve demasiado optimista con sus posibles logros!: ¿Una forma de entusiamo por lo conseguido, o un modo de buscar fondos para su empresa? Esperemos la confirmación de tales esperanzas en otros laboratorios independientes. Saludos:
Alejandro Álvarez

2.Publicado por Aurelio Grande el 16/09/2011 20:51
Vamos a ver, en primer lugar se nota una enorme confusión en los conceptos utilizados, porque hablar de vida inorgánica es algo que no tiene sentido, ya que lo orgánico es todo aquello que está organizado o conforma un sistema, esto es, la complejidad organizada en función de una forma determinada. Cuando se habla de lo inorgánico es obviamente una referencia hacia aquello que carece de organización, que serían hipotéticamente unos principios fundamentales carentes de forma; o sea, todo lo que aun pudiendo llegar a ser, no existe por carecer de estructura y significado - paradójicamente.

Saludos

3.Publicado por Enrique Contreras O. el 17/09/2011 20:07
(escritura auditiva)

No solo es interesante la investigación misma, sino también ver el temor de los comentaristas, frente a cosas que les parecen increible, y por todo los medios tratan de racionalizar , para alguna forma negarlo que cabe en su mundo emocional, Es el tipico fenomeno de la disonancia cognitiva.

Pienso que para comprender el futuro se necitará mucha valentía.Con este comentario no quiero ofender a nadien, solo troto de ver el fenomeno psicologico, y esto solo es el principio, de lo que nos espera.

Saludos

4.Publicado por Pensabot el 18/09/2011 02:52
Interesante.
yo cambiaría el título por "Nuevas estructuras orgánicas de materiales no basados en el carbono".

En vez de una nueva categoría: "Biología inorgánica" por compararse a la biología orgánica, sería mejor crear una nueva rama dentro de ésta: "Biología orgánica del m" donde 'm' sería la base material:

* Biología orgánica del carbono" (aunque suene redundante, ahora sí aplica)
* Biología orgánica del silicio"
* etc.

Es de esperar que algunas tengan conocimiento en común, pero puede haber otros comportamientos distintos según la base que se experimente. Intuyo que el carbono es la mejor elección natural para la historia de la inteligencia que pasa por el camino humano y trasciende.

Las otras que no han tenido éxito en nuestro ambiente, puede que lleguen a una forma de vida para otros propósitos de materiales inteligentes que nos pueda ser útiles para desafíos que no están al alcance del diseño de vida basada en el carbono.

Nota: me refiero a inteligencia en el contexto de "sistemas inteligentes".

5.Publicado por MANUEL DE LA MORA el 18/09/2011 08:05

DENTRO DE LA DEFINICIÓN DE VIDA, LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN LA ESTRUCTURA ORGÁNICA DE UN SISTEMA BIÓTICO, NO TIENEN LA MENOR IMPORTANCIA.

QUEDA CLARO QUE EN ESTE PROCESO CREATIVO LOS CIENTÍFICOS ESTÁN FORMANDO SISTEMAS CERRADOS, (iCHELLS), QUE PERMITEN DISMINUIR LA ALEATORIEDAD PARA PODER ESTABLECER UNA DIRECCIONALIDAD EN LAS REACCIONES QUÍMICAS DESEABLES CON LA FINALIDAD DE CREAR UN SERVO-MECANISMO QUÍMICAMENTE AUTÓNOMO, AUTOSUSTENTABLE, DEFINIDO Y REPLICABLE.

MI EDAD ES AVANZADA Y ESPERO TENER ESA MARAVILLOSA OPORTUNIDAD CIENTÍFICA.....¡APÚRENSE!

6.Publicado por Aurelio Grande el 18/09/2011 13:14
Los hipotéticos sistemas cerrados carecen por definición de interactividad con el medio, son en consecuencia, inertes e insensibles, no experimentan metablismo ni poseen mecanismos excretores; que son exactamente, algunas de las propiedades fundamentales de la vida (además de una conciencia centralizada que regula los procesos). Por otro lado, ningún sistema cerrado podría ser creado, ya que el mismo proceso de creación los necesita abiertos de principio a fin (es decir, durante su duración). Un organismo es obviamente un sistema abierto, activo, organizado y a la vez organizador, razón por la cual, toda aleatoriedad también es inadmisible e injustificable, como su mismo concepto lo expresa. En estas cuestiones todo tiene mucha importancia, incluso hasta ese detalle insignificante que podría ser determinante, prolijidad, método, rigurosidad y seriedad; si es que realmente buscamos la verdad y el sentido de la existencia con todas sus posibilidades.
Saludos-

7.Publicado por Rodrigo el 19/09/2011 17:51
vida inorgánica: vida cuya base química no está basada en la química del carbono o química orgánica
un sistema cerrado no es un sistema aislado
ciertamente las células se modelan como sistemas abiertos

8.Publicado por luigigen el 20/09/2011 00:32
Perfectamente posible con conocer la tecnologia para armar el sistema adecuado.-Los átomos se arman en sistemas varios no interesa lo orgánico o inorgánico que es una definición humana por sobre todo.-Aca podemos ver algo
http://cienciacosmoglobal.blogspot.com/2011/03/cuando-yo-no-era.html[

9.Publicado por sebastián gurin el 20/09/2011 06:06
aurelio: los sistemas orgánicos, en química, son aquellos formados por carbono, no los q están organizados como ud dice. Hay una gran duda científica en si es posible la vida basada en cuerpos que no contengan carbono. luego si están como ud dicen, las grandes preguntas de qué significa la vida y qué debe cumplir un cuerpo para estar vivo... La ciencia nunca ha podido responder esto del todo. Hay una teoría que me gusta mucho, que dice que lo vivo, al contrario de lo que no está vivo, es lo unico natural capaz de tener procesos no espontáneos, es decir, con entropía no negativa. La vida es lo único capaz de armar lo que este universo desarma desarma por si sólo en cada momento. Es una definición muy bella que por lo que leo, estas máquinas cerradas inorgánicas parecen cumplir en sus procesos y relaciones con el ambiente. es muy emocionante

10.Publicado por Aurelio Grande el 20/09/2011 13:06
Que las combinaciones que forman los cuerpos vivos ocurran sobre la base de carbono - hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, así como de cualquier otro elemento adicional o sustituto, no cambia en absoluto el concepto propio de sistema; porque en últma instancia esto depende de ciertas configuraciones energéticas ventajosas. Definir un sistema no es my dificil cuando se conocen las reglas, pero al momento de establecer una frontera entre lo vivo y aquello que no lo es, las cosas ya no son tan sencillas. Creo si no me equivoco, que respecto a la entropía de los compuestos vivos, la cosa es diferente a la expresada por Sebastian, porque en tal caso este proceso es negativo (quiere decir, entropía negativa o neguentropía, y no como se dice, entropía no negativa) - que es, un establecimiento de un nuevo orden a partir de compuestos menos ordenados; y por otra parte, no hay en la naturaleza procesos espontáneos, ni en los organismos vivos ni en los considerados inertes.
No hay tampoco, máquinas cerradas o sistemas cerrados, al afirmar esto se está afirmando tambien, que se desconoce la dinámica de los procesos generales y los principios básicos de las estructuras y la duración - que es la existencia en el tiempo.
(Las definiciones de un simple diccionario etimológico no sirven para el análisis de este problema)
Rodrigo, inexorablemente, un sistema cerrado es por definición un sistema aislado - antes de refutar algo hay que asegurarse de conocer las reglas y los principos involucrados.
Saludos-

11.Publicado por Aurelio Grande el 20/09/2011 19:14
Por otro lado Sebastián, tu mencionas máquinas cerradas inorgánicas que parecen cumplir con sus procesos y relaciones con el ambiente, y no has advertido la contradicción que supone la referencia hacia un sistema cerrado cuando mantiene relaciones externas en sus procesos.

12.Publicado por sebastián gurin el 20/09/2011 21:00
aurelio: ¿porqué dices que las iCHELLS son sistemas cerrados? ¿porqué deben serlo? Si se llegaran a simular los procesos de un organismo unicelular, cuál sería la diferencia? sería ése un sistema cerrado? un saludo

13.Publicado por Aurelio Grande el 20/09/2011 23:51
Yo no lo digo Sebastian, tu eres quien lo ha dicho (comentario 9).
Eso, si queremos hablar con propiedad, es solo un intento por imitar artificialmente ciertas propiedades de los sistemas vivos - que en cierto modo podría llamarse vida artificial - pero en esto hay que ser cuidadoso y prudente con lo que se interpreta, la energía solar también puede considerarse como una tecnología que extrae energia de la radiación, como las plantas. Y ya hace muchísimo tiempo se han desarrollado mecanismos cibernéticos, son los que reaccionan de manera autónoma cuando perciben un cambio en el ambiente. Hay muchos fenómenos que poseen límites críticos entre lo vivo y aquello que no es; porque inertes no lo hay en absoluto, ni siquiera los elementos naturales; todos mantienen algún tipo de actividad.
Saludos-

14.Publicado por luigigen el 21/09/2011 00:58
Sistemas abiertos sistemas cerrados- de que estamos hablando, todos los sistemas son abiertos e interactuan con el medio, sean orgánicos o inorgánicos.- Por ejemplo, un núcleo atómico es un sistema material físico compuesto de protones y neutrones relacionados por la interacción nuclear fuerte; una molécula es un sistema material químico compuesto de átomos relacionados por enlaces químicos; una célula es un sistema material biológico compuesto de orgánulos relacionados por enlaces químicos no-covalentes y rutas metabólicas-etc.,etc,El universo entero considerado como un todo es probablemente el único sistema realmente cerrado, sin embargo, en la práctica muchos sistemas no completamente aislados pueden estudiarse como sistemas cerrados con un grado de aproximación muy bueno.-

15.Publicado por Pensabot el 21/09/2011 09:58
Dejaría el debate de sistemas abiertos y cerrados, porque eso depende de la escala de sistema a tratar. A cierta escala común, podemos encontrar sistemas abiertos y otros cerrados. Si pasamos a otra escala, esos sistemas cerrados ya no lo son. Ambos tenéis razón, desde puntos de vista diferente.
Sería equivalente al debate de qué es artificial y qué natural, que también depende del punto de vista. A cierta escala, las edificiaciones civilizadas creadas por humanos se pueden considerar naturales por el hecho de modificar lo que como seres vivos tenemos a nuestro alcance en nuestro ambiente, tal y como otras especies hacen sus propias creaciones "artificiales" a partir de aplicar un esfuerzo sobre materiales o procesar con sus desechos orgánicos.


Volviendo al asunto de vida real o vida artificial, antes pensaba que con avances en nanotecnología se aproximaría a un control cada vez más completo de la materia inerte, a tal punto que por ejemplo las piedras tratadas o cultivadas podrían adquirir un comportamiento mimético de formas de vida (en contexto de smart-materials)

Me quedo que con ese ejercicio a esa escala, se permite una observación más amplia de una nueva Biología orgánica no-basada en el carbono, es decir, tal vez hasta crear otra nueva forma de vida más que imitarla.

Entonces, ahora pienso que la definición de vida ha sido hasta ahora un borrador, que aun está por definirse lo que realmente entenderemos por "vida". Parece ser que todo se centra en una supuesta "Historia de la inteligencia" que se escribe a sí misma, que está apenas comenzando, desde un big-bang, desde formación ¿fortuita? de sistemas planetarios para albergar vida, de organización de primeras formas de vida basadas en carbono, primeras especies inteligentes o con inteligencia colectiva, humanos, nuestras propias optimizaciones e hitos de aceleración, como la escritura, la imprenta, Internet que facilita conectarnos, Internet que casi piensa por sí mismo por imitación, etc. Demasiadas coincidencias para observar que cada uno de esos hitos más relevantes forman una preciosa espiral (espiral de vida o de inteligencia) que se proyecta hacia un punto central para un despertar "consciente" de la singularidad tecnológica. Ya no seremos los protagonistas de esta vida inteligente.

Saludos.

16.Publicado por sebastián gurin el 21/09/2011 15:10
pensabot, aurelio, Es muy dificil definir conceptos como "vida" o "inteligencia". Yo no soy químico pero si informático. Hay una hipótesis informatica que dice que una máquina puede considerarse inteligente si imita lo suficientemente bien a una persona (test de turing). Me pregunto si se puede hacer una definición similar para la vida, es decir, está vivo aquello que puede imitar los procesos de los seres vivos. un saludo y es un gusto intercambiar o piniones con uds.

17.Publicado por Aurelio Grande el 21/09/2011 16:28
Hola Pensabot, o como te llames.
Si entiendes la escala como una referencia parcial o sesgada está bien, pero entonces tendrás que asumir que el defecto será inevitable y progresivamente creciente - es el mismo problema que tiene la física para determinar una teoría general o unificada en las interacciones materiales; y tal como se ve, cuando por ejemplo se pasa del micromundo al megamundo, los hechos obedecen a leyes particulares y parecen resistir un principio de valor universal. Abandonar el concepto de sistema y las propiedades correspondientes es como suprimir un problema que resulta molesto o incomprendido; pero es sin duda, un aspecto crucial de todos y cada uno de los significados posibles.
Saludos-

18.Publicado por Aurelio Grande el 21/09/2011 18:11
Hola Sebastián-
Tal vez ambos conceptos, vida e inteligencia, sean significados que aun en la diferencia, se correspondan a una referencia de lo mismo - por una problemática semejanza de principios.

Saludos

19.Publicado por Aurelio Grande el 21/09/2011 20:31
De Hecho, a partir de test de Turing, surgieron respecto a la inteligencia artificial, las teorías de los sistemas expertos y las redes neuronales - esta últma como una técnica posible para la imitación del pensamiento cerebral; aunque es necesario notar que consciencia y función cerebral no son aspectos idénticos del asunto.

Saludos

20.Publicado por Chris el 22/09/2011 10:34
Hola Aurelio.

He usado "escala" para agrupar en un mismo contexto la comparación de dos sistemas observables: uno abierto y uno cerrado. El cerrado, bajo la observación a un mismo nivel (o escala) se vería un ciclo donde no se observa influencia del exterior. En cambio, cambiando de nivel, aparecen otros factores externos, y así hasta encontrar que la comparación se hace difusa con un sistema abierto.

Ejemplo de observar un flujo de vehículos circulando por autovías, que al observar desde muy lejos y de noche, todos se ve en líneas iluminadas (no puntos) y sería imperceptible observar un accidente de un solo vehículo que escapa de su límite supuestamente cerrado.
Al acercarnos, ya se podría apreciar movimiento del flujo, e incluso puntos de luz. Se podría observar comportamientos fuera de los límites definidos dentro del ciclo cerrado.
Nos acercamos aun más, y podríamos descubrir que en zonas de mayor peligro suelen cruzar animales (como no emitían luz eran invisibles en la otra escala o nivel de sistema), entra un nuevo factor externo al sistema anterior. El sistema comienza a verse no tan cerrado.

Entonces lo que quiero decir con ésto, es que hace falta observar a multi-nivel, multi-escala, multi-disciplinar, multi-dimensional, etc. lo que antes conocíamos por "vida", porque ha aparecido un nuevo factor que cambia las reglas del juego.

Por cierto, en lo que respecta a Inteligencia artificial, tal y como se estaba planteando se ha estancado hace tiempo. Actualmente, se continua por Inteligencia biológica, y desde sistemas expertos, ahora se diseña sistemas inteligentes; en la imitación de procesos mentales se usa principalmente una combinación de redes neuronales y bayesianas, con una dinámica de sistemas donde entra la adaptación continua por neurogénesis, diferenciando capas sensoriales, de capas de niveles jerárquicos de abstracción, con flujos bi-direccionales entre interpretación y predicción.

La consciencia es otra de las fronteras de comprensión, pero ya se acerca a justamente una función mental más que simplemente estaría en uno de los niveles más altos de esos niveles de abstracción, más alejados de las capas sensoriales y más cercano a razonamientos de "yo soy, yo existo". Es en ese nivel ápice donde se percibe un estado de consciencia sobre toda la memoria que hay detrás y la nueva por delante que se construye ambas como un todo. Lo que hace percibirnos completamente conectados con todo lo que somos, entonces percibimos estar vivos.

Saludos.

21.Publicado por Aurelio Grande el 22/09/2011 13:26
Hola Chris - Sebastián
Exactamente, ese es el punto, la búsqueda de una forma de vida semejante a la biológica pero basada en materiales diferentes, esto es, una química basada en otros elementos. Entonces esta imitación artificial de la organización natural adolece de un defecto de principio; que es el reemplazo de unos elementos por otros. Como lo que se busca no es la identidad sino la diferencia o su posibilidad (para obtener idénticos resultados), la propuesta suena contradictoria - que es pretender obtener lo mismo mediente la implementación de lo diferente. La idea creo, está dirigida a intentar probar una diversidad de principios capaces de organizar compuestos biológicos; pero de ser esto tal como se plantea, en última instancia solo estaremos hablando de simples máquinas.
(En tanto un sistema pueda ser obaservado, ya no puede ser cerrado - supongo que no hacen falta mayores explicaciones).
Saludos-

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