Kimyagerler Blok Zincirle Yaşamın Başlangıcını Canlandırdı: 5 Milyar Kimyasal Tepkime

0
Canlandırma: smirkdingo/iStock

Kripto paralar genelde blok zincir adı verilen bir teknoloji yoluyla ‘madencilik’ yapılmasıyla işliyor. Bu işlemde bir bilgisayardan, kripto para jetonları karşılığında karmaşık bir matematik problemi yürütmesi isteniyor. Fakat kimyagerlerden oluşan bir araştırma takımı, iki gün önce Chem bülteninde yayımlanan bir çalışmada bu işlemi farklı bir amaçla kullanmış ve bilgisayarlardan şimdiye kadar oluşturulan, Dünya’nın ilk zamanlarındaki yaşam öncesi moleküllere hayat vermiş olabilecek en büyük kimyasal tepkime ağını üretmesini istemiş.

Araştırmacıların yeni çalışması enzimler olmadan ortaya çıkmış olabilecek en azından bazı ilkel metabolizma formlarına işaret ederken, blok zincir teknolojisinin finans sektörü dışında ve normalde pahalı, erişilmesi zor süper bilgisayarların kullanımını gerektiren işlerde kullanım potansiyelini gösteriyor.

Kore Temel Bilimler Enstitüsü ve Polonya Bilimler Akademisinde çalışan, makalenin kıdemli yazarı Bartosz A. Grzibowski, “Bu noktada, bilim insanlarının ilkel Dünya’da işlediğine inandığı bütün muhtemel kimyasal tepkime olasılıklarına etraflıca baktığımızı ifade edebiliriz” diyor.

Araştırmacılar bu ağı oluşturmak için Dünya’nın ilk zamanlarında mevcut olabilecek ve aralarında su, metan ve amonyağın da bulunduğu birtakım başlangıç moleküllerini seçip, farklı molekül tipleri arasında hangi tepkimelerin gerçekleşebileceğine dönük kurallar belirlemiş. Ardından bu bilgiyi, bilgisayarların anlayabileceği bir dile çevirip blok zincir kullanarak, dev bir tepkime ağının birden fazla genişletilmiş halinde hangi tepkimelerin gerçekleşeceğini hesaplamışlar.

“Bilgisayar bu ilkel molekülleri alıp yaşam öncesi kimyaları kabul etti” diyor Grzibowski. “Bunları makineye kodladık ve sonrasında dünyaya bıraktık.”

Grzibowski’nin takımı, kimyagerler ve bilgisayar uzmanlarıyla Allchemy adlı bir şirkette çalışmış. Şirket kimyasal sentez planlaması için yapay zekayı kullanarak, ağı Golem platformuyla oluşturmuş. Bu platform, yapılacak hesaplamaların çeşitli bölümlerini dünya çapındaki yüzlerce bilgisayara dağıtıyor ve hesaplamada geçen süre karşılığında kripto para alıyor.

Sonuç olarak ortaya çıkan ve Erken Yaşam Ağı’nın İngilizce kısaltması olan NOEL adı verilen ağ, 11 milyarı aşkın kimyasal tepkimeyle başlamış ve araştırmacılar bu miktarı 4.9 milyar makul tepkimeye indirmiş. NOEL, Krebs döngüsünü yakından taklit eden ve canlıların enerji üretmek için kullandığı glikoliz gibi çok iyi bilinen metabolik güzergâhların kısımlarıyla şekerler ve asitler gibi 128 basit biyotik molekülün sentezlerini içeriyor.

Oluşturulan 4,9 milyar tepkimeden, ilginç bir şekilde sadece birkaç yüz tepkime döngüsü “kendi kendini tekrarlayan” biçiminde adlandırılabiliyor; yani bu moleküller kendilerinin ek kopyalarını üretiyor. Kendini tekrarlama işleminin, yaşamın ortaya çıkışında merkezi bir rol oynadığı kabul ediliyor. Fakat işlemin bilinen tezahürlerinin büyük çoğunluğunda, enzimler gibi karmaşık makromoleküller gerekiyor.

“Elde ettiğimiz sonuçlar, sadece ufak miktarda molekülün mevcut olmasıyla birlikte kendini çoğaltma işleminin nadir bir olay olduğu anlamına geliyor” diyor Grzibowski. “Bir şekilde daha büyük moleküler yapılar oluşmadan önce, ilkel Dünya’da bu çeşit bir kendini çoğaltma faaliyetinin işler olduğunu düşünmüyorum. İlkel metabolizmanın ortaya çıkışını görüyoruz ancak kendini tekrarlamayı görmüyoruz. Dolayısıyla kendini tekrarlama, evrimin sonraki dönemlerinde ortaya çıkmış olabilir”

“İki yıl önce sorsaydınız, bu tip bir çalışma için yıllar gerektiğini düşünürdüm. Fakat maliyetin sadece küçük bir bölümüyle ve iki, üç ayda, daha önce yaptığımızdan 100 bin kat daha büyük olan 10 milyar tepkimelik bir işi bitirdik.”

Yeni çalışma yaşam öncesi erken dönem kimya ile ilgili bildiklerimizi ilerletmekle kalmıyor, aynı zamanda bilimin daha ufak boyutlu üniversite ve kurumlarda çalışan araştırmacılar için nasıl daha erişilebilir kılınabileceğini de gösteriyor.

“Batı dünyasında eğitim sistemimiz, çoğunlukla seçkin üniversitelere dayalı. Gelişmekte olan dünyanın bu üniversitelerle rekabet etmesi bile çok zor çünkü süperbilgisayarlara erişimleri yok” diyor Grzibowski. “Fakat hesaplama işini bu şekilde ve maliyetin küçük bir bölümüyle dağıtabilirseniz, diğer insanlara oynama fırsatı sunabilirsiniz.”

Yeni çalışmada oluşturulan ağ dünya çapındaki yüzlerce bilgisayarda işlense de, Grzibowski bu yöntemin hesaplamaları gerçekleştiren bilgisayarlara kripto para jetonları ödemek zorunda kalınmadan enstitülerde kullanılabileceğini ileri sürüyor.

“Golem gibi bir platformla, enstitünüzün ağını bağlayabilir ve bilgisayarlarının bütün boş gücünden faydalanarak hesaplamalar gerçekleştirebilirsiniz” diyor Grzibowski. “Bu bilişim altyapısını herhangi bir sermaye harcamadan oluşturabilirsiniz.”

Grzibowski, blok zincir teknolojisinin bu şekilde kullanılmasının, dünya çapında büyük ölçekli hesaplama yürütme şeklimizde devrim meydana getirmesini ve kripto paranın değerine yönelik görüşümüzü değiştirmesini umuyor.

“Bilgisayar bilimlerinde çalışan insanların, kripto paraları nasıl küresel bilime fayda sağlayabilecek şekillerde kullanabileceğimizi çözebilmesini umuyorum” diyor. “İnsanlara bu süreçte yeni biyoloji kanunları veya birtakım yeni kanser ilaçları keşfedebileceğimizi söyleyebilseniz, belki de toplum kripto paraların kullanılmasından daha fazla mutluluk duyar.”

 

Kaynak: Cell Press. Çeviren: Ozan Zaloğlu.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz