¿Qué harías si quisieras detectar vida en Marte y secuenciar su ADN?

¿Detectar vida en Marte y secuenciar ADN? Cuando el científico del MIT Christopher Carr visitó una playa de arena verde en Hawaii cuando tenía 9 años, probablemente no imaginó que algún día usaría los diminutos cristales de olivino bajo sus pies para buscar vida extraterrestre. Carl es ahora el investigador científico principal del instrumento de Búsqueda de Genomas Extraterrestres (SETG), desarrollado conjuntamente por el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT y el Hospital General de Massachusetts, para combinar biología, geología y ciencia planetaria. para ayudar a comprender cómo evolucionó la vida en el universo.

La ciencia ha revelado nuestra historia. Es realmente una historia increíble. Tú y yo somos parte inseparable de una cadena evolutiva de 4 mil millones de años. La búsqueda de genomas extraterrestres fue propuesta originalmente por Gary Ruvkun, profesor de genética en la Facultad de Medicina de Harvard, y ha sido dirigida desde 2005 por Maria Zuber, decana asociada de investigación en el MIT y profesora de geofísica en la EAPS. Como investigador de los principios científicos de la búsqueda del genoma extraterrestre, Carr, junto con un gran equipo de científicos e ingenieros, ayudó a desarrollar instrumentos que pueden resistir la radiación

y detectar ADN en el entorno de un vuelo espacial, que es el tipo que transporta la mayoría de los seres vivos Ácido nucleico que contiene información genética. Ahora, Carr y sus colegas están afinando el instrumento para que funcione en el Planeta Rojo. Para ello, el equipo necesitaba simular el tipo de suelo que se cree que es capaz de preservar signos de vida en Marte, y para ello necesitaban un geólogo. Angel Moggiaro es un estudiante de posgrado de la EAPS que asumió la tarea.

(Imagen) Muestras sintéticas simulan diferentes zonas del mundo que nos rodea y se utilizan para verificar protocolos de detección de vida. Fueron sintetizadas por Ángel Mojarro para el equipo de SETG.

A partir de datos del Mars Exploration Rover, Mojarro pasó varios meses sintetizando suelo de diferentes zonas de Marte. Resulta que puedes comprar en línea la mayoría de las rocas y minerales que se encuentran en Marte, pero no todos. Uno de los ingredientes más difíciles de encontrar en el suelo es el olivino, y después de crear una serie de diferentes suelos simulados en Marte, Mojarro quería descubrir si SETG podía extraer y detectar pequeñas cantidades de ADN incrustadas en estos suelos, como lo haría en el futuro Marte. misiones como se hace en.

Aunque ya existen en la Tierra muchas tecnologías para detectar y secuenciar ADN, es necesario reducir el tamaño del instrumento para hacerlo adecuado para su uso en los Mars Rovers, sobrevivir al transporte desde la Tierra y en Marte. Secuenciación de alta fidelidad en un entorno hostil Es un desafío único y requiere una larga lista de pasos independientemente de la tecnología de secuenciación actual. Desde que comenzó su desarrollo en 2005, el instrumento SETG ha sido desarrollado y mejorado.

El equipo está trabajando actualmente para integrar en el nuevo estudio un nuevo método llamado secuenciación de nanoporos, en el que las hebras de ADN pasan a través de poros de tamaño nanométrico y las secuencias de bases pasan a través de corrientes iónicas, para detectar cambios. Por sí solo, el suelo simulado en Marte de Mogarro no contiene microorganismos, por lo que para probar y desarrollar la secuenciación de ADN en nanoporos en el suelo simulado en Marte, Mogarro añadió cantidades conocidas de esporas de Bacillus subtilis al suelo. Sin ayuda humana en Marte, el instrumento SETG deberá poder recolectar, purificar y secuenciar ADN, un proceso que normalmente requiere alrededor de un microgramo de ADN terrestre.

(En la imagen) 02016 SETG solución portátil de secuenciación de ADN de una sola molécula: dispositivo MinION de nanoporos (arriba) e Intel Compute Stick, controlado mediante un teléfono inteligente.

Los resultados del equipo que utilizan nuevos métodos de secuenciación y preparación, publicados en Astrobiology, elevan el límite de detección a partes por mil millones, lo que significa que incluso los signos más pequeños de vida pueden ser detectados por el instrumento y secuenciados. Esto no se aplica sólo a Marte... estos resultados tienen implicaciones también en otras áreas, donde se han utilizado métodos similares de secuenciación de ADN para ayudar a gestionar y rastrear brotes de Ébola, así como en la investigación médica.

Además, las mejoras de SETG pueden tener implicaciones importantes para la protección planetaria, con el objetivo de prevenir y minimizar la contaminación biológica del entorno espacial de la Tierra. Incluso con los nuevos límites de detección del instrumento SETG, Mojarro pudo diferenciar entre el ADN humano y el ADN de Bacillus.

Si detectamos vida en otros planetas, necesitaremos tecnología que pueda distinguir los microbios que hacen autostop de la vida en la Tierra y Marte.

En un artículo de investigación publicado en Astrobiology, Mojarro y Carr creen que estos desarrollos pueden llenar algunos vacíos que faltan en la historia de la vida en la Tierra. Si hay vida en Marte, es muy probable que tenga algo que ver con nosotros. Citando estudios anteriores, estos estudios describen el intercambio de material entre planetas durante las últimas etapas de intensos bombardeos (hace entre 4.100 y 3.800 millones de años). Si SETG detecta y secuencia ADN en Marte en el futuro, los resultados podrían "reescribir nuestra comprensión de nuestros propios orígenes".