https://singularityhub.com/wp-content/uploads/2018/05/mars-globe-valles-marineris-nasa-image-21-1068x601.jpg" alt="microbios en el espacio, bioingenierÃa, errores, podrÃan ayudar, colonizar, nuevos planetas" width="522" height="294" />A medida que los humanos se extienden en el cosmos en busca de vida, los organismos más extraños que encontramos pueden ser aquellos que traemos con nosotros. Los investigadores de la NASA y de otros lugares están diseñando microbios para que puedan llevar a cabo muchas de las funciones necesarias para soportar la vida humana fuera del planeta.
Los seres humanos han estado utilizando microbios para hacer un trabajo útil para nosotros durante milenios. Los hemos usado para hacer pan, cerveza y queso, y más recientemente los hemos puesto a trabajar para producir medicamentos, proporcionar fertilizantes para cultivos e incluso generar biocombustibles.
Pero elcampo emergente de la biología sintética tiene la promesa de expandir en gran medida las cosas que los microbios pueden hacer por nosotros. Los avances en la tecnología de edición de genes están permitiendo que los científicos re - diseñen los genomas de los microbios para llevar a cabo funciones completamente nuevas, como producir sustancias químicas que no se encuentran en la naturaleza, actuar como biosensores e incluso realizar cálculos .
Estas diversas capacidades han llamado la atención de la NASA, en particular Ly ya que mira hacia una misión a Marte. Un gran desafío para la exploración espacial es el enorme costo de llevar los materiales necesarios para mantener la vida con nosotros en el espacio, y para misiones más largas más allá de E arth, podría llevar muchos meses enviar nuevos suministros. Cosas como los medicamentos y los alimentos también se degradan con el tiempo, por lo que incluso si tenemos espacio para transportarlos, es posible que no duren mucho.
Es por eso que la NASA está investigando el uso de microbios para producir ambos nutrientes vitales y materiales de construcción fuera - planeta. La visión de la nutrición es tener paquetes de agua que contengan microbios diseñados genéticamente para producir nutrientes específicos. Ya han demostrado el concepto con la levadura genéticamente modificada que produce s zeaxantina, un nutriente clave para la salud ocular.
Para el material de construcción, el objetivo es utilizar métodos físicos y químicos para convertir el dióxido de carbono , que es abundante en la atmósfera de Marte , en moléculas orgánicas simples. Los microbios genéticamente modificados pueden usarlos para producir plásticos, fibras y otros tipos de materias primas que podrían combinarse con impresoras 3D para fabricar hábitats, herramientas y piezas de repuesto bajo demanda.
La NASA no es la única que trata de reutilizar microbios para aplicaciones espaciales. Investigadores de la Universidad de California en Berkeley están diseñando microbios que podrían ayudar a que el suelo marciano sea más propicio para la vida de las plantas.
Las esperanzas de la agricultura en la r ed p lanet alcanzó un gran revés cuando la sonda Phoenix de la NASA detectó altos niveles de perclorato, una sal que pueden ser tóxicos para los seres vivos, en su suelo en 2008. Sin embargo, el Berk e equipo de ley está diseñando microbios que pueden reduzca simultáneamente el perclorato en el suelo mientras lo enriquece con el amoniaco necesario para ayudar a las plantas a crecer.
Si bien no se centraron exclusivamente en aplicaciones espaciales, los investigadores del MIT han creado un sistema de biología sintética que podría crear medicamentos personalizados a pedido. En lugar de utilizar organismos completos, tienen secciones de ADN y otras biomoléculas liofilizadas en gránulos que pueden rehidratarse para comenzar a producir medicamentos.
El sistema portátil puede usarse para fabricar anticuerpos de diseño para hacer frente a una variedad de enfermedades a una fracción del costo de los enfoques tradicionales, y los gránulos pueden transportarse a temperatura ambiente y no requieren experiencia para su uso.
Si bien estos proyectos ya están en marcha, otros investigadores están mirando más hacia el futuro.
En 2015, los investigadores de la NASA y Berk correo ley describen las posibles oportunidades, cercanos y lejanos, para el uso de microbios para apoyar a los humanos fuera - planeta en un artículo en t él Revista de la Royal Society Interface . Th e se incluyen los tipos de proyectos ya en marcha para producir materias primas de construcción, medicinas y nutrientes, sino también los planes más ambiciosos de genéticamente ingeniero ing microbios para producir ácido que puede extraer valiosos componentes de las rocas, creat ing pegamentos biológicos ( como los mejillones utilizan para pegarse a las rocas )que podría unir el polvo de Marte para formar ladrillos.
Los investigadores también dicen que hay margen para producir un sistema de circuito cerrado donde todos los productos de desecho son reciclados por microbios para producir subproductos útiles. Las células de combustible microbianas diseñadas genéticamente podrían extraer químicos útiles como nitrógeno y fósforo de las aguas residuales al mismo tiempo que generan electricidad.
Las bacterias utilizadas para el compostaje de desechos sólidos se pueden usar para producir óxido nitroso, un posible combustible para cohetes. I f podríamos diseñar microbios para colonizar las paredes de hábitats, que podía reciclar simultáneamente dióxido de carbono en oxígeno respirable y proporcionar una capa de autocuración de la protección radiológica.
Mirando más hacia el futuro, los investigadores postulan que estos organismos sintéticos podrían ser diseñados para unirse a los sistemas de control de barcos y asentamientos, actuando como biosensores y biocontroladores que pueden ayudarlos a detectar y reaccionar a cosas como altos niveles de radiación. y controlar procesos de otros organismos sintéticos.
Eso es todo azul - cielo pensando por ahora, sin embargo. Hay grandes retos que superar antes de cualquiera de th e SE aplicaciones de ver la luz del día, no menos importante el hecho de que mientras que parece teóricamente posible, que aún no tenemos las herramientas para hacer esto en la Tierra. Hacerlo en el duro entorno del espacio o en los planetas actualmente inhabitables será aún más difícil.
Microbios extremófilos que sobreviven en algunos de los lugares más inhóspitos del mundo - como fuentes termales de aguas profundas o bajo el hielo ártico - podrían proporcionar indicadores para los biólogos sintéticos que tratan de crear organismos más resistentes. Sin embargo, es poco probable que estas características se combinen perfectamente con las capacidades para producir productos químicos deseables o llevar a cabo un trabajo útil.
Y ningún organismo que conocemos hasta ahora está adaptado para otra cosa que no sea la gravedad de la Tierra. Los experimentos con microbios enviados al espacio muestran que la mayoría ingresa al modo de control de daños que apaga los sistemas no esenciales, que muy probablemente incluirían vías de ingeniería introducidas por biólogos sintéticos. Comprender cómo los diversos niveles de gravedad afectan a los microbios tampoco es fácil de probar, debido al enorme costo de realizar experimentos en el espacio.
Pero con nuevas tecnologías como CRISPR y métodos para crear formas de vida sintéticas que aceleran rápidamente el campo, existe la esperanza de que estos desafíos puedan superarse pronto. Y eso podría ser beneficioso no solo para los primeros astronautas, sino también para aquellos de nosotros que nos quedamos atrás.
Aunque las soluciones no se producirán de la noche a la mañana, cualquiera de los problemas de viajes espaciales que los biólogos intentan resolver con la biología sintética también podría tener un impacto transformador en E arth, desde la habilitación de la medicina personalizada hasta la eliminación del CO2 de la atmósfera de vivir
imágen: NASA
