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Jun 20, 2023

Técnicas multimodales para detectar vida extraterrestre utilizando teoría de ensamblaje y espectroscopia

Detectar vida extraterrestre es una tarea difícil porque es difícil encontrar señales de vida

Detectar vida extraterrestre es una tarea difícil porque es difícil encontrar signos de vida que puedan aplicarse a cualquier forma de vida. Sin embargo, las moléculas complejas podrían ser un indicador prometedor de vida y evolución.

Actualmente, no es posible determinar experimentalmente qué tan compleja es una molécula y cómo se correlaciona con los enfoques teóricos de la información que estiman la complejidad molecular. La Teoría de ensamblaje se ha desarrollado para cuantificar la complejidad de una molécula al encontrar el camino más corto para construir la molécula a partir de partes simples, revelando su índice de ensamblaje molecular (MA). En este estudio, presentamos un enfoque para calcular rápida y exhaustivamente el ensamblaje molecular y explorar la MA de más de 10 000 moléculas.

Demostramos que la complejidad molecular (MA) se puede medir experimentalmente utilizando tres técnicas independientes: resonancia magnética nuclear (NMR), espectrometría de masas en tándem (MS) y espectroscopia infrarroja (IR), y estos dan resultados consistentes con buenas correlaciones. Al identificar y contar el número de absorbancias en espectros IR, resonancias de carbono en NMR o fragmentos moleculares en MS en tándem, el índice de ensamblaje molecular de una molécula desconocida se puede estimar de manera confiable a partir de datos experimentales.

Esto representa el primer enfoque cuantificable experimentalmente para definir el ensamblaje molecular, una métrica confiable para la complejidad, como una propiedad intrínseca de todas las moléculas y también se puede realizar en mezclas complejas.

Esto allana el camino para utilizar técnicas espectroscópicas para detectar sin ambigüedades la vida extraterrestre en el sistema solar y más allá en los exoplanetas.

(a) La estructura general del algoritmo de ensamblaje Go, con un conjunto de vías de extensión de trabajadores. Algunas funciones se omiten por razones de brevedad, como los métodos de ramificación y enlace para mejorar la eficiencia. (b) Una secuencia de rutas de ensamblaje procesadas por el algoritmo Go. La vía superior es la vía inicial de la molécula que se muestra, y cada vía subsiguiente se extiende desde la vía anterior. Las rutas generalmente se extienden de múltiples maneras, y aquí solo se muestra una de esas secuencias de extensiones. (c) Un ejemplo de los valores de MA encontrados a lo largo del tiempo para Primisulfuron-metil, ejecutados hasta su finalización y aproximados al detenerse temprano en varias etapas previas. El nuevo algoritmo encontró vías en la MA correcta de 22 por 10 s, significativamente antes de completarse en ~2064 s. El círculo rojo muestra el rendimiento del algoritmo de rama dividida en la misma molécula. El MA ingenuo (hexágono azul) se calcula de manera trivial para las vías en las que se agrega un enlace a la vez (colocado ilustrativamente en 10–3 s, ya que 0 s no se puede representar en la escala logarítmica). — física.bio-ph

Michael Jirasek, Abhishek Sharma, Jessica R. Bame, Nicola Bell, Stuart M. Marshall, Cole Mathis, Alasdair Macleod, Geoffrey JT Cooper, Marcel Swart, Rosa Mollfulleda, Leroy Cronin

Comentarios: 20 páginas, 7 figuras, 43 referenciasTemas: Métodos Cuantitativos (q-bio.QM); Física Biológica (física.bio-ph); Física química (física.chem-ph)Citar como: arXiv:2302.13753 [q-bio.QM] (o arXiv:2302.13753v1 [q-bio.QM] para esta versión)https://doi.org/10.48550/arXiv .2302.13753Enfóquese para aprender másHistorial de envíosDe: Leroy Cronin Prof[v1] Vie, 24 Feb 2023 12:05:57 UTC (5,420 KB)https://arxiv.org/abs//2302.13753Astrobiología, Astroquímica

Cofundador de SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex-NASA, Away Teams, Periodista, Space & Astrobiology, Escalador retirado.