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Nace el Spotify de la química: convierte las palabras en moléculas

Nace el Spotify de la química: convierte las palabras en moléculas

Un robot convierte en sustancias químicas las instrucciones presentes en los artículos científicos, sin intervención humana. Potenciará el acceso a medicamentos y la exploración espacial.

Un nuevo sistema capaz de convertir automáticamente y bajo demanda las palabras en moléculas ha sido desarrollado por investigadores de la Facultad de Química de la Universidad de Glasgow.

El sistema abre el camino para la digitalización de la química, según sus creadores: conducirá a la creación de un “Spotify de la química”, un vasto depósito en línea de recetas descargables de moléculas importantes, incluidos medicamentos.

La creación de un sistema de este tipo podría ayudar a los países en desarrollo a acceder más fácilmente a los medicamentos, así como permitir una colaboración científica internacional más eficiente e, incluso, apoyar la exploración humana del espacio.

Nuevo robot químico

El equipo de Glasgow, dirigido por el profesor Lee Cronin, ha sentado las bases para la química digital con el desarrollo de lo que llaman una “unidad de procesamiento químico”.

Esa unidad no es otra cosa que un robot químico asequible, del tamaño de un ordenador doméstico, que es capaz de realizar el trabajo repetitivo, y que requiere mucho tiempo, para crear productos químicos.

Otros robots químicos, construidos con diferentes sistemas operativos, también se han desarrollado con anterioridad en otros lugares.

Hasta ahora, sin embargo, esos robots químicos han necesitado una gran cantidad de programación por parte de sus homólogos humanos, con instrucciones detalladas.

El problema que plantean estos robots es que actualmente no existe un lenguaje de programación estándar para la química, lo que significa que los programas hechos para un robot no funcionan en ningún otro medio.

Enfoque universal

En un artículo publicado en la revista Science, los investigadores de Glasgow describen un enfoque universal para digitalizar la química, incluido un sistema de programación que podría eliminar la mayor parte del esfuerzo humano requerido para programar los robots.

Han encontrado una manera de crear nuevos conjuntos de instrucciones para los químicos robóticos aprovechando el poder del procesamiento del lenguaje natural.

Para ello desarrollaron un programa informático llamado SynthReader, capaz de escanear artículos científicos y de reconocer secciones que describen los procedimientos para la síntesis química orgánica e inorgánica.

Synthreader descompone automáticamente esos procedimientos en instrucciones simples y los almacena en un formato que el equipo llama Lenguaje de descripción química, o XDL: un nuevo lenguaje de código abierto para describir la síntesis química y de materiales.

Un paso más

Esos archivos XDL son instrucciones químicas que, en principio, pueden leerse con cualquier robot químico, destacan los investigadores.

Y es la aportación más importante de esta investigación: ha creado una interfaz fácil de usar llamada ChemIDE que se integra con cualquier sistema químico robótico y permite que las instrucciones XDL se conviertan en sustancias químicas.

La única aportación humana necesaria para que eso ocurra es garantizar que el equipo que necesita el robot para fabricar las moléculas esté configurado correctamente.

El artículo describe cómo el equipo usó su sistema para escanear artículos científicos y producir 12 moléculas diferentes usando su unidad de procesamiento químico, incluido el analgésico lidocaína, el reactivo de oxidación de periodinano Dess-Martin y el agente fluorante AlkylFluor.

Como un MP3

Lee Cronin explica al respecto en un comunicado: “Lo que hemos logrado con el desarrollo de nuestro ‘Chemical Spotify’ es algo similar a convertir un disco compacto en un MP3. Tomamos información almacenada en un formato físico, en este caso un artículo científico, y extraemos todos los datos que necesitamos para crear un archivo digital que se puede reproducir en cualquier sistema, en este caso cualquier robot químico, incluido nuestro sistema robótico, más barato que cualquier otro robot similar.”

Y añade: “nuestro sistema, al que llamamos Chemify, puede leer y ejecutar archivos XDL que se han compartido entre los usuarios. Poner ese tipo de conocimiento directamente en manos de personas con acceso a químicos robotizados podría ayudar a los médicos a fabricar medicamentos a pedido en el futuro. Incluso podría significar que las futuras misiones tripuladas a Marte podrían llevarse materias primas químicas y hacer lo que necesiten en el planeta rojo”.

Referencia

A universal system for digitization and automatic execution of the chemical synthesis literature. S. Hessam M. Mehr et al. Science 02 Oct 2020: Vol. 370, Issue 6512, pp. 101-108. DOI:10.1126/science.abc2986

Foto: MasterTux. Pixabay.

RedacciónT21

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