Moléculas más rápidas: El descubrimiento reduce drásticamente el tiempo necesario para construir moléculas
La IA y el toque humano se combinan para revolucionar la síntesis química
Con una gran ayuda de la inteligencia artificial y una fuerte dosis de toque humano, el laboratorio de Tim Cernak en la Universidad de Michigan ha hecho un descubrimiento que acelera drásticamente el largo proceso químico de construcción de moléculas que serán los medicamentos, productos agroquímicos o materiales del mañana.
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El descubrimiento, publicado en el número del 3 de febrero de Science, es la culminación de años de investigación en síntesis química y ciencia de datos por parte del Laboratorio Cernak de la Facultad de Farmacia y el Departamento de Química.
El objetivo de la investigación era identificar las reacciones clave en la síntesis de una molécula y, en última instancia, reducir el proceso al menor número de pasos posible. Al final, Cernak y su equipo lograron la síntesis de un alcaloide complejo que se encuentra en la naturaleza en sólo tres pasos. Las síntesis anteriores requerían entre siete y 26 pasos.
"Crear una estructura química que tenga los átomos en el lugar adecuado para obtener medicamentos eficaces y no tóxicos, por ejemplo, es complicado", explica Cernak, profesor adjunto de Química y Química Médicas. "Requiere una estrategia de síntesis química basada en los componentes químicos que se pueden comprar y unir mediante reacciones químicas".
El logro tiene importantes implicaciones para acelerar el desarrollo de medicamentos.
Cernak comparó la construcción de estas moléculas complejas con jugar al ajedrez. Hay que orquestar una serie de movimientos para llegar al final de la partida. Aunque existe un número casi infinito de movimientos posibles, hay una lógica que se puede seguir.
"Aquí hemos desarrollado una lógica basada en la teoría de grafos para llegar al final lo antes posible", explica.
Cernak y sus colegas utilizaron el software de retrosíntesis SYNTHIA, que proporciona a los científicos una base de datos de rutas, o pasos, y fórmulas para millones de estructuras moleculares. Esto proporcionó al equipo una enorme cantidad de datos de síntesis computacional con los que jugar.
Mediante un algoritmo que desarrollaron para analizar los datos, los investigadores identificaron los pasos de la ruta que tenían un mayor impacto, o pasos clave, y los pasos que avanzaban hacia la síntesis pero que, en última instancia, eran ineficaces para el proceso en su conjunto.
"Esperamos que esta investigación pueda dar lugar a mejores medicamentos", afirma Cernak. "Hasta ahora, hemos estado limitados en las estructuras moleculares a las que podemos acceder rápidamente con la síntesis química".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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