Investigadores japoneses desarrollan un nuevo método eléctrico para ayudar a buscar rastros de vida extraterrestre

Investigadores japoneses han desarrollado un método eléctrico capaz de distinguir las formas espejo de los aminoácidos molécula a molécula, un paso hacia un futuro instrumento compacto que podría ayudar a buscar rastros de vida más allá de la Tierra. La investigación proviene de la Universidad de Osaka y combina huecos a nanoescala entre electrodos de oro con tecnología de inteligencia artificial.

Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas y existen en dos formas espejo, denominadas forma L y forma D. Los organismos vivos utilizan casi exclusivamente aminoácidos de forma L, mientras que sus azúcares son de forma D. Los procesos químicos y físicos no biológicos producen ambas formas de aminoácidos simultáneamente y en cantidades iguales, lo que convierte la relación L/D en un potencial marcador de vida. Los investigadores enfatizan que esto es solo una pista y debe considerarse junto con otras evidencias. Señalan que el exceso de aminoácidos de forma L en meteoritos mencionado en informes anteriores se suele atribuir a contaminación terrestre, y que las misiones de recuperación de muestras de meteoritos de la NASA y la JAXA no han hallado excesos significativos.

Características técnicas del nuevo método

Los métodos tradicionales analizan grandes cantidades de moléculas, mientras que este nuevo método las cuenta una a una. Cuando una molécula pasa por un hueco de aproximadamente medio nanómetro de ancho entre dos nanohilos de oro, se genera una corriente de túnel. Cada forma de aminoácido produce una forma de onda de corriente distinta, que luego es clasificada por aprendizaje automático. El método no requiere mediciones ópticas ni reactivos químicos, y los investigadores afirman que la detección eléctrica permite simplificar el diseño del instrumento y reducir la sensibilidad a las vibraciones. El autor principal, Takahito Oshiro, declaró: «Al combinar nuestra tecnología de túnel de nanoespacio con inteligencia artificial, somos capaces de distinguir aminoácidos de forma L y D con una precisión superior al 80%.

Es la primera vez que se distingue la quiralidad de los aminoácidos a nivel de molécula única, lo que constituye un avance fundamental en la detección química».

Resultados experimentales y aplicaciones

En pruebas con meteoritos y desiertos, una prueba ciega de 39 formas cubrió las versiones L y D de 19 aminoácidos quirales, más la glicina no quiral, con una precisión de identificación superior al 50%, muy por encima de la probabilidad aleatoria. La precisión cuantitativa de la composición quiral de mezclas de cuatro aminoácidos superó el 66%. Dado que las muestras de interés suelen contener gran cantidad de moléculas, el equipo analizó extractos de suelo del meteorito Murchison y de dos ubicaciones del desierto de Atacama en Chile. El autor principal, Masateru Taniguchi, afirmó: «Nuestro método es comparable a los métodos tradicionales, ya que ambos capturan las características principales de la composición de aminoácidos».

El artículo describe un método dirigido, no un análisis exhaustivo, centrado en 11 formas preseleccionadas de seis aminoácidos. En las muestras del desierto, el ácido glutámico no fue identificado de forma fiable. A diferencia de los resultados de la cromatografía líquida-espectrometría de masas, la proporción de ácido aspártico en la muestra de Murchison coincidió bien, pero las de alanina y valina difirieron.

Los autores indican que la aplicación práctica en misiones espaciales requerirá más validación, incluidas pruebas con control de contaminación y software entrenado para contaminantes comunes. En pruebas de calibración, el sensor detectó triptófano a una concentración de 0.03 nanomolar, por debajo del objetivo de medición de detección de vida de aproximadamente 1 nanomolar, aunque advierten que esta cifra no refleja el rendimiento en muestras complejas. El chip puede soportar temperaturas superiores a 572 grados Fahrenheit (300 grados Celsius), por lo que puede operar en naves espaciales sin refrigeración. El estudio se publicó el 5 de octubre en Nature Communications.

El potencial de la nueva tecnología en la búsqueda de vida extraterrestre

El desarrollo de esta nueva tecnología ofrece una nueva dirección para la búsqueda de vida extraterrestre. Al analizar la quiralidad de los aminoácidos molécula a molécula, los investigadores pueden identificar con mayor precisión potenciales biomarcadores. Dado que la distribución de las formas espejo de los aminoácidos en los organismos vivos es específica, esta tecnología podría convertirse en una herramienta clave para la futura exploración espacial. Sin embargo, la aplicación práctica aún debe superar desafíos como la contaminación y la complejidad de las muestras, y una mayor validación será un paso importante para avanzar en esta investigación.