Hlavní otázka prebiotické chemie spočívala vždy v tom, abychom pochopili, jaké chemické reakce vedly ke vzniku života na Zemi. Nehledě na to, že věda v posledních letech značně pokročila v oblasti organické syntézy, pro pochopení celé, jak říkají chemici, prebiotecké panoramy je třeba vzít v úvahu obrovské množství opakujících se chemických reakcí s postupným vznikem stále složitějších produktů.

Teď se to stalo možným díky novému programu Allchemy schopné zobrazovat prebiotickou syntézu složitých biochemických sloučenin z jednoduchých předchůdců.

Jako příklad uvedli autoři šest látek substrátů, které zaručeně existovaly na rané Zemi – vodu H2O, dusík N2, sirovodík H2S, metan CH4, čpavek NH3 a kyanid HCN.

K výpočtu reakcí vědci použili ověřené chemické mechanismy realizovatelné v podmínkách, které byly na Zemi v době, kdy se na ní objevil život.

Výpočty byly provedeny nejspíše pro šest substrátů, které na sebe vzájemně působily, a pak postupně pro každou generaci jejich produktů. Umožnilo to sestrojit úplnou síť možných prebiotických chemických reakcí.

Modelování ukázalo, že v první etapě syntézy vzniklo ze šesti výchozích sloučenin deset nových, všechny ale byly abiotické, tedy neměly žádný vztah k živým soustavám. Již v druhé etapě však vznikla první nejjednodušší aminokyselina – glycin.

V páté etapě počet syntetizovaných molekul dosáhl deseti tisíců. Větší část těchto nových látek tvoří abiotické, jsou mezi nimi ale i složité biotické molekule, které jsou více hydrofilní, termodynamicky stabilnější a vyváženější z hlediska donorových a akceptorových vodíkových vazeb, a syntetizují se tedy v užším rozsahu podmínek.

Autoři podotýkají, že program nejen generoval všechny známé biotické sloučeniny získávané při syntéze zadaných předchůdců, ale i ukázal dosud neznámé směry prebiotické syntézy mnoha organických sloučenin – acetaldehydu, diglycinu, kyseliny jablečné, fumarové, citrónové a močové. Všechny tyto směry potvrdili vědci experimentálně.

Algoritmus chemikům umožnil zjistit dokonce dosud neznámý celý systém reakcí – samogenerující se cyklus kyseliny iminodioctové a také určil tři hlavní cesty prebiotické syntézy: vznikem sloučenin, které v další etapě hrají roli katalyzátorů; funkční chemické soustavy a cykly autoredukce; a vznik povrchově aktivních primitivních biomolekulí.

Program Allchemy je přístupný na internetu.