Buscando comprender más sobre los microbios nacidos en el espacio, la NASA ha iniciado un programa conocido como Genes in Space-3, un esfuerzo de colaboración que preparará, secuenciará e identificará organismos desconocidos, completamente desde el espacio. Para aquellos que podrían estar pensando que esto se parece mucho a la película. Vida - ¡Donde los astronautas reviven un organismo alienígena en la Estación Espacial Internacional y todos mueren! - Tenga la seguridad, esta no es la configuración para alguna película de terror.
En verdad, representa un desarrollo innovador que se basa en logros recientes, donde el ADN fue sintetizado por primera vez por la astronauta de la NASA Kate Rubin a bordo de la Estación Espacial Internacional en 2016. Mirando hacia el futuro, el programa Genes in Space-3 permitirá a los astronautas a bordo de la EEI para recolectar muestras de microbios y estudiarlos internamente, en lugar de tener que enviarlos de regreso a la Tierra para su análisis.
Los experimentos previos realizados por Rubin, que formaban parte de la investigación del secuenciador de biomoléculas, buscaban demostrar que la secuenciación de ADN es factible en una nave espacial en órbita. Los Genes en Space-3 busca construir sobre eso estableciendo un proceso de preparación de muestras de ADN que permitiría a las tripulaciones de la ISS identificar microbios, monitorear la salud de la tripulación y ayudar en la búsqueda de vida basada en el ADN en otras partes del Sistema Solar.
Como Sarah Wallace, una microbióloga de la NASA y la investigadora principal (PI) del proyecto en el Centro Espacial Johnson, dijo en un comunicado de prensa reciente:
“Hemos tenido contaminación en partes de la estación donde se vio crecer hongos o se extrajo biomaterial de una línea de flotación obstruida, pero no tenemos idea de qué es hasta que la muestra regresa al laboratorio. En la EEI, podemos reabastecer regularmente desinfectantes, pero a medida que avanzamos más allá de la órbita terrestre baja, donde la capacidad de reabastecimiento es menos frecuente, saber qué desinfectar o no se vuelve muy importante ".
Desarrollado en colaboración con el Centro Espacial Johnson de la NASA y Boeing (y patrocinado por el Laboratorio Nacional de la ISS), este proyecto reúne dos herramientas de biología molecular previamente probadas en vuelos espaciales. Primero, hay miniPCR, un dispositivo que copia fragmentos específicos de ADN en un proceso conocido como Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) para crear miles de copias.
Este dispositivo fue desarrollado como parte de la competencia Genes in Space diseñada por los estudiantes, y fue probado con éxito a bordo de la ISS durante el experimento Genes in Space-1. Desde septiembre hasta marzo de 2016, este experimento buscó probar si las alteraciones en el ADN y el debilitamiento del sistema inmunitario (que ocurren durante los vuelos espaciales) están de hecho vinculados.
Esta prueba será seguida este verano con el experimento Genes in Space-2. Desde abril hasta septiembre, este experimento medirá cómo el vuelo espacial afecta a los telómeros, las tapas protectoras en nuestros cromosomas que están asociadas con enfermedades cardiovasculares y cánceres.
El MinION, por su parte, es un dispositivo portátil desarrollado por Oxford Nanopore Technologies. Capaz de analizar secuencias de ADN y ARN, esta tecnología permite un análisis rápido que también es portátil y escalable. Ya se ha utilizado aquí en la Tierra, y se probó con éxito a bordo de la EEI como parte de la investigación del secuenciador de biomoléculas a principios de este año.
Combinado con algunas enzimas adicionales para demostrar la amplificación del ADN, el experimento Genes in Space-3 permitirá a los astronautas llevar el laboratorio a los microorganismos, en lugar de lo contrario. Esto consistirá en que los miembros de la tripulación recojan muestras de la estación espacial y luego las cultiven a bordo del laboratorio en órbita. Las muestras se prepararán para la secuenciación utilizando el miniPCR y se secuenciarán e identificarán utilizando el MinION.
Como explicó Sarah Stahl, microbióloga y científica del proyecto, esto permitirá a los equipos combatir la propagación de enfermedades infecciosas y bacterias. "La EEI está muy limpia", dijo. “Encontramos muchos microorganismos asociados con los humanos, muchas bacterias comunes como Estafilococo y Bacilo y diferentes tipos de hongos familiares como Aspergilo y Penicillium.”
Además de poder diagnosticar enfermedades e infecciones en tiempo real, el experimento permitirá realizar nuevas y emocionantes investigaciones a bordo de la EEI. Esto podría incluir la identificación de la vida basada en el ADN en otros planetas, cuyas muestras serían devueltas a la ISS a través de una sonda. Además, si se encuentran microbios y gallinas flotando en el espacio, podrían devolverse a la ISS para un análisis rápido.
Otro beneficio del programa vendrá de los científicos con base en la Tierra que podrán acceder a los experimentos que se realizan a bordo de la EEI en tiempo real. Y los científicos aquí en la Tierra también se beneficiarán de las herramientas empleadas, que permitirán formas baratas y efectivas de diagnosticar virus, especialmente en partes del mundo donde el acceso a un laboratorio no es posible.
Una vez más, el desarrollo de sistemas y herramientas para su uso en el espacio, un entorno que normalmente no es propicio para las tecnologías basadas en la Tierra, ofrece aplicaciones que van mucho más allá de los viajes espaciales. Y en los próximos años, la investigación genética basada en la EEI podría ayudar en la búsqueda continua de vida extraterrestre, así como proporcionar nuevas ideas sobre teorías como la panspermia (es decir, el cosmos sembrado de vida por cometas, asteroides y planetoides).
Asegúrese de disfrutar este video titulado "Cosmic Carpool", cortesía del Centro Espacial Johnson de la NASA:
