Una nova tècnica permet estudiar amb més precisió la interacció entre sistemes moleculars i la seva adaptació a canvis de l'entorn. Podria tenir diverses aplicacions, des del disseny de sensors moleculars fins a l'estudi dels orígens de la vida.

Com si es tractés d'un ecosistema, les molècules reaccionen davant els diferents estímuls externs de forma diferent, intercanvien segments (de colors, en aquesta recreació). Imatge de l'article, a la portada del Chemistry European Journal.La vida és el resultat d'una complexa interacció entre sistemes moleculars. Aquestes interaccions donen lloc a noves propietats que no tenen els seus components aïllats. Una de les característiques d'aquests sistemes és la seva capacitat per adaptar-se a estímuls externs, el que pot considerar-se una forma d'evolució a nivell molecular.

Donada la complexitat d'aquests sistemes, el seu estudi requereix tècniques d'anàlisi molt afinades, com la que acaba de desenvolupar un equip d'investigadors del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), i que s'ha publicat a la revista Chemistry European Journal.

"El grau de complexitat que es pot generar i estudiar està limitat per la capacitat d'anàlisi i comprensió del sistema com una totalitat. En aquest sentit, recentment ha sorgit la Química de Sistemes, que busca precisament generar barreges d'espècies químiques amb capacitat de comunicar-se entre si, transformant-se  unes en altres ", explica Ignacio Alfonso, de l'Institut de Química Avançada de Catalunya. "En el nostre laboratori hem preparat mescles de molècules artificials, fins a una vintena, derivades d'aminoàcids naturals que s'interconverteixen unes en altres formant un entramat molecular capaç de reaccionar a estímuls", afegeix.

Entre les aplicacions, s'apunten els sensors, els biocatalitzadors o l'estudi dels orígens de la vida tal com la coneixem

El científic explica aquests sistemes amb una imatge gràfica: un conjunt d'anells formats per segments de diversos colors. Davant d'un estímul extern, els anells intercanvien els segments fins que predomina més un tipus, explica el científic. De la mateixa manera, com si es tractés d'un ecosistema, les molècules (els anells en l'exemple) reaccionen davant els diferents estímuls externs de forma diferent, intercanvien segments i acaba predominant un tipus de molècula, el que pot servir de marcador.

Els científics han utilitzat tècniques analítiques experimentals i un avançat tractament matemàtic multivariable, el que els ha permès comprendre l'efecte de diferents estímuls, fins i tot quan s'apliquen de forma combinada, tal com succeeix en els sistemes biològics reals, detalla Alfonso.

Els usos d'aquesta línia de recerca són diversos. L'aplicació de diferents estímuls (salinitat, pH o presència d'un alcaloide natural) de manera individual i combinada permet observar com s'adapta el sistema molecular als diferents canvis. Entre les seves aplicacions, el científic apunta els sensors (que detectin aquests canvis de l'entorn), biocatalitzadors o l'estudi dels orígens de la vida tal com la coneixem.

Angel M. Valdivielso, Francesc Puig-Castellví, Joan Atcher, Jordi Solà, Romà Tauler and Ignacio Alfonso. Unraveling the multistimuli responses of a complex dynamic system of pseudopeptidic macrocycles. Chemistry European Journal.