Construyendo una base en Marte con ayuda de microbios

La próxima vez que se envíen humanos a poner pie en un mundo alienígena, podrían no ir solos. Pequeñas y livianas cajas llenas de microbios genéticamente modificados podrían hacer que la vida en planetas hostiles resultara mucho más llevadera.

“¿Dónde dejaste los microbios?”. Crédito: Daniel Bayer.

Los posibles colonizadores de otros mundos requerirían alimento, combustible y abrigo para permitir su supervivencia, pero llevar grandes cantidades de provisiones desde la Tierra resultaría demasiado costoso. Ante esto, la biología sintética ofrece otra opción: enviar microbios en lugar de humanos. Los microbios pesan muy poco y ocuparían prácticamente nada de espacio dentro de una nave espacial. Una vez que la misión llegase a destino – digamos por ejemplo, a Marte – podrían multiplicarse al ir alimentándose de los materiales que estuviesen disponibles en el lugar. El producto de sus labores serviría para generar los elementos fundamentales para comenzar un asentamiento humano.

La NASA ya ha dado inicio a las investigaciones que permitirían llevar a cabo este sueño, comenta Lynn Rothschild del Centro de Investigación Ames en Moffett Field, California. Rothschild es líder de la nueva Iniciativa de Biología Sintética de la NASA, la cual busca crear microorganismos para enviar en futuras misiones espaciales tripuladas. Su visión al respecto fue compartida en el Foro BioDesign de Cambridge, Reino Unido.

La biología sintética se ubica en la intersección entre la biología y la ingeniería, y sus profesionales han creado un kit de herramientas biológicas consistente en trozos de genes denominados biobricks (“bioladrillos”). Cada uno de estos biobricks tiene asignada una función específica – hacer que una bacteria genere moléculas anticongelantes naturales, por ejemplo – y pueden ser insertados en otros microbios para otorgarles tal función.

Teniendo en cuenta lo anterior, un microbio con la capacidad de sobrevivir en un mundo ajeno al nuestro puede convertirse en uno capaz de sustentar la vida humana allí.

Muchos microbios terrestres morirían en atmósferas extraterrestres ricas en dióxido de carbono y nitrógeno – los dos principales constituyentes del aire Marciano. Aun así, existe una cianobacteria (llamada Anabaena) capaz de vivir bajo estas condiciones, metabolizando ambos tipos de gases para generar azúcares. “Mientras tenga calor y esté protegida de la radiación ultravioleta, no debiera tener problemas con los gases de la atmósfera Marciana,” agrega Rothschild.

Naturalmente, la Anabaena utiliza la mayor parte de la energía que produce del CO2 y el nitrógeno, pero los biólogos sintéticos pueden estimular a la cianobacteria para que de alguna manera “comparta” sus provisiones. El año pasado, en una competencia de biología sintética – Competencia Internacional de Máquinas Genéticamente Modificadas – un equipo de la Universidad Brown de Providence, Rhode Island, y la Universidad Stanford de California, mostraron que al insertar material genético de la E. coli en la Anabaena se logra que esta última excrete más energía en forma de azúcar. El equipo incluso demostró que la Anabaena además podría ayudar a sustentar a otras colonias de bacterias. En teoría, semejantes colonias microbianas podrían generar aceite, plásticos y combustible para los astronautas.

El grupo, encabezado por el recién graduado de Brown, André Burnier, y supervisado por Rothschild, también encontró una manera de proporcionar ladrillos y cemento a los colonos humanos que se encontraran en Marte. Partieron con una bacteria denominada Sporosarcina pasteurii, la cual, inusualmente, descompone urea – el principal residuo de la orina – y excreta amonio. Esto hace que su entorno se vuelva lo suficientemente alcalino como para permitir que se forme cemento de carbonato de calcio. La idea sería que los desechos producidos por los astronautas sirvieran de alimento para los microbios y así éstos ayudarían a unir finos materiales rocosos de la superficie del planeta para luego crear ladrillos.

El equipo de Burnier confirmó con sus experimentos que los materiales pueden unirse en un par de semanas y permitirían construir una casa de ladrillo con la misma resistencia del concreto. También lograron aislar la componente genética de la Sporosarcina pasteurii que permite la creación del cemento, generando un biobrick que luego insertaron en la E. coli para darle a esta bacteria las mismas propiedades generadoras de cemento.

Las propuestas son convincentes, dice Jim Haseloff, un biólogo sintético de la Universidad de Cambridge especializado en plantas.

“Cada gramo enviado a Marte o a otros planetas se traduce en enormes costos y demandas energéticas adicionales,” comenta Paul Dear del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge. “Acudir a la ingeniería biológica, más que a la física, es la única manera realista de hacer cosas a escalas planetarias.”

Dear advierte que sería imprudente introducir microorganismos terrestres en ambientes alienígenas antes de saber si estos planetas ya tienen microbios o si alguna vez los tuvieron. Pero pasarán décadas antes de que una caja de microbios modificados sea usada por astronautas, asegura Rothschild, haciendo que el tema de discusión actual sea el de la contaminación que podríamos ocasionar en Marte.

“La manera más apropiada de llevar a cabo esto sería realizando pruebas con misiones robóticas,” comenta Rothschild. Sólo después de obtener resultados satisfactorios con los robots podríamos considerar las cajas para ser llevadas en las misiones tripuladas.

Dear coincide con la idea de dejarles el trabajo primero a los robots. “Se requiere muchísima fe para confiarle tu vida a una bacteria.”

Fuente: NewScientist

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