Las células vivas unen silicio y carbono por primera vez

Un nuevo camino en la química ha sido abierto luego de que un equipo del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, lograra modificar una enzima bacteriana capaz de crear una unión entre silicio y carbono. El trabajo acaba de ser publicado por Nature.

Los enlaces entre ambos elementos no se dan generalmente en procesos bioquímicos, pero ya desde el siglo XIX la química ha venido desarrollando compuestos como el organosilicio, posibles gracias a sustancias inorgánicas.

De hecho, a pesar de ser uno de los elementos químicos más abundantes en la corteza terrestre —con características de material metálico y no-metálico— el silicio no se halla en compuestos ni seres vivos (excepto en compuestos bioinorgánicos presentes en algunas algas).

De ahí la inquietud del equipo comandado por la ingeniera química Frances Arnold. Conocedora de los catalizadores artificiales que anteriormente habían logrado unir carbono al silicio, emprendió la tarea de hallar un compuesto vivo que lograra el mismo efecto.

Para ello, tras revisar bases de datos de proteínas, seleccionó unas cuantas docenas de enzimas prometedoras y de ellas quedó una bacteria extremófila —microorganismo que se sustenta en las condiciones extremas de su hábitat— natural de aguas termales subacuáticas de Islandia, llamado Rhodothermus marinus. Los científicos, entonces, sintetizaron el gen de su proteína y este fue insertado en la bacteria E. coli, la misma que se halla comúnmente en el tracto intestinal humano.

La enzima resultante fue capaz de catalizar la unión silicio-carbono, si reciben la cantidad adecuada de silicio (normalmente, la enzima no lo hace porque las bacterias no producen naturalmente compuestos que contienen silicio). "Es notable que la naturaleza esté lista para hacer todo tipo de cosas increíbles en la presencia de este nuevo alimento artificial", dice Arnold.

"Esto abre nuevas oportunidades en la investigación farmacéutica y puede conducir al descubrimiento de nuevos fármacos", dice Yitzhak Apeloig, especializado en química orgánica en el Technion Israel Institute of Technology en Haifa. Los hallazgos también podrían ayudar a abordar cuestiones básicas sobre la evolución temprana de la vida, dice Arnold, y en particular si su desdén del silicio fue casualidad o no. "Podemos comenzar a explorar cuáles son los costos y beneficios de incorporar el silicio a la vida". Los organismos vivos toman de la naturaleza elementos como el hierro (en la sangre) o el magnesio (en la clorofila). No sucede lo mismo con el abundante silicio.

Hans Huerto

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