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An open source computational workflow for the discovery of autocatalytic networks in abiotic reactions

Arya, Aayush und Ray, Jessica und Sharma, Siddhant und Cruz Simbron, Romulo und Lozano, Alejandro und Smith, Harrison B. und Andersen, Jacob L. und Chen, Huan und Meringer, Markus und Cleaves, H. James (2022) An open source computational workflow for the discovery of autocatalytic networks in abiotic reactions. Chemical Science, 13 (17), Seiten 4838-4853. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/D2SC00256F. ISSN 2041-6520.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/SC/D2SC00256F

Kurzfassung

A central question in origins of life research is how non-entailed chemical processes, which simply dissipate chemical energy because they can do so due to immediate reaction kinetics and thermodynamics, enabled the origin of highly-entailed ones, in which concatenated kinetically and thermodynamically favorable processes enhanced some processes over others. Some degree of molecular complexity likely had to be supplied by environmental processes to produce entailed self-replicating processes. The origin of entailment, therefore, must connect to fundamental chemistry that builds molecular complexity. We present here an open-source chemoinformatic workflow to model abiological chemistry to discover such entailment. This pipeline automates generation of chemical reaction networks and their analysis to discover novel compounds and autocatalytic processes. We demonstrate this pipeline's capabilities against a well-studied model system by vetting it against experimental data. This workflow can enable rapid identification of products of complex chemistries and their underlying synthetic relationships to help identify autocatalysis, and potentially self-organization, in such systems. The algorithms used in this study are open-source and reconfigurable by other user-developed workflows.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186074/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An open source computational workflow for the discovery of autocatalytic networks in abiotic reactions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Arya, AayushLPU, Phagwara, Indiahttps://orcid.org/0000-0001-6782-407XNICHT SPEZIFIZIERT
Ray, JessicaBMSIS, Seattle, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sharma, SiddhantDU, New Delhi, Indiahttps://orcid.org/0000-0003-1768-1802NICHT SPEZIFIZIERT
Cruz Simbron, RomuloUNI, Lima, Peruhttps://orcid.org/0000-0001-5942-9918NICHT SPEZIFIZIERT
Lozano, AlejandroIPN, Mexico City, MexicoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smith, Harrison B.ELSI, Tokyo, Japanhttps://orcid.org/0000-0001-8806-9659NICHT SPEZIFIZIERT
Andersen, Jacob L.SDU, Odense, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chen, HuanNational High Magnetic Field Laboratory, Tallahassee, USAhttps://orcid.org/0000-0002-6032-6569NICHT SPEZIFIZIERT
Meringer, MarkusMarkus.Meringer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8526-2429NICHT SPEZIFIZIERT
Cleaves, H. JamesEarth-Life Science Institute, Tokyo Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 März 2022
Erschienen in:Chemical Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.1039/D2SC00256F
Seitenbereich:Seiten 4838-4853
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:2041-6520
Status:veröffentlicht
Stichwörter:origin of life, chemical reaction network, autocatalysis, mass spectrometry, computational modeling, algorithm
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Planetary Evolution and Life
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Hinterlegt von: Meringer, Dr.rer.nat. Markus
Hinterlegt am:09 Mai 2022 10:56
Letzte Änderung:09 Mai 2022 10:56

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