Veränderte Mikroben helfen, die Kolonisation der neuen Planeten

Da die Menschen gehen in den Weltraum auf der Suche nach Leben, die meisten Außerirdischen Organismen, denen wir begegnen, vielleicht festzulegen, die uns gleichen. Wissenschaftler der NASA und anderer Institutionen versuchen, biologisch ändern Keimen, so dass Sie übernahm einige Funktionen, die für die Aufrechterhaltung des Lebens der Menschen außerhalb der Erde. Die Menschen versuchen, die Keime zu disziplinieren und Sie zu zwingen, nützliche Dinge zu tun für Tausende von Jahren. Mit Ihrer Hilfe machen wir Brot, Bier und Käse, und vor kurzem begonnen zu produzieren, mit deren Hilfe Medikamente, Dünger und sogar Biokraftstoffe.

Aber entwickelndes Gebiet der synthetischen Biologie verspricht deutlich erweitern die nützliche Fähigkeit von Mikroben. Fortschritte in der Bearbeitung der Gene ließ die Wissenschaftler modifizieren die Genome der Mikroben so, dass Sie führten ganz neue Features wie die Herstellung von Chemikalien in der Natur nicht vorkommt, Arbeit in der Rolle биодатчиков und sogar die Produktion von Berechnungen.

So einer breiten Palette von Fähigkeiten NASA interessiert, insbesondere weil die Agentur sammelt die Mission zum mars. Das Hauptproblem besteht in der Aneignung des Kosmos enormen Kosten für die Materialien, die für die Aufrechterhaltung des Lebens auf der Erde, und lange Missionen weit von der Erde warten können neue Vorräte für Monate. Dinge wie Medikamente und Lebensmittel, auch im Laufe der Zeit verschlimmern, so dass selbst wenn wir Platz für den Transport, die Haltbarkeit wird nicht zulassen, speichern Sie ewig.

Dies ist, warum die NASA erforscht die Möglichkeit der Verwendung von Mikroben für die Herstellung von lebenswichtigen Nährstoffen und Baustoffen außerhalb des Planeten. Im Idealfall möchte ich einfach mitzunehmen Pakete «just add Water» mit Mikroben, die genetisch programmiert auf die Produktion von bestimmten Nährstoffen. Die Agentur zeigte bereits eine Arbeitsgruppe ein Konzept mit gentechnisch veränderten Hefen, die Herstellung von Zeaxanthin, ein wichtiger Nährstoff für die Gesundheit der Augen.

Bezüglich der Baustoffe, ist die Herausforderung, die physikalischen und chemischen Methoden zur Umwandlung von Kohlendioxid, dessen Menge in der Atmosphäre des mars, in einfache organische Moleküle. Gentechnisch veränderte Mikroben in der Lage, produzieren Sie aus Kunststoff, Fasern und andere Arten von Rohstoffen, die dann mittels 3D-Drucker verwandeln sich in die Unterkunft, Werkzeuge und Ersatzteile.

Nicht nur die NASA versucht umfunktionieren Keime für die Raumfahrt. Wissenschaftler der University of California in Berkeley entwickeln die Mikroben, die dazu beitragen, dass mars Boden mehr bewohnbar Pflanzen.

Hoffnung auf die Entwicklung der Landwirtschaft auf dem roten Planeten stark beruhigt, wenn die Landeeinheit Phoenix fand auf der Oberfläche hohe Stufen перхлоратов, Salz, die möglicherweise toxisch auf Lebewesen, im Jahr 2008. Aber ein Team von Wissenschaftlern aus Berkeley Architektin Keime, die gleichzeitig die Minderung der Inhalt Perchlorat im Boden und bereichern Sie Ammoniak, notwendig für ein gesundes Pflanzenwachstum.

Bedenkt man nicht nur die kosmische Anwendung, die Wissenschaftler der Massachusetts Institute of Technology haben eine synthetische biologische System, das könnte erstellen eine individuelle Medikation nach Bedarf. Anstelle der Verwendung von ganzen Organismen, Sie trocken bereiften Segmente der DNA und andere Biomoleküle in Granulaten, die регидратировать und beginnen die Herstellung von Arzneimitteln.

Ein Solches tragbares System kann dazu verwendet werden, einen Designer-Antikörper, die in der Lage zu bekämpfen Krankheiten schnell und Billig, und die Pellets transportiert werden bei Raumtemperatur und ist ganz einfach zu verwenden.

Obwohl diese Projekte werden bereits entwickelt, andere Forscher blicken in die Zukunft.

Im Jahr 2015 die Forscher der NASA und Berkeley haben die potentiellen Möglichkeiten, die nahen und die Fernen, den Einsatz von Mikroben zur Unterstützung von Menschen außerhalb des Planeten im Journal of the Royal Society Interface. Haben Sie Projekte, die bereits entwickelt werden, sind Ausgangsmaterial für die Herstellung von Medikamenten und Nährstoffen, sowie weitere ehrgeizige Pläne für die genetische Modifikation von Mikroben für den Erhalt der Säure, die es ermöglicht das extrahieren wertvolle Bestandteile aus dem gestein, die Erstellung von biologischen Kleber, der konnte die Verpfändung martian Staub mit der Herstellung von Ziegelsteinen.

Wissenschaftler glauben auch, dass es möglich ist, erstellen Sie ein geschlossenes System, in dem alle Abfälle werden recycelt Mikroben für die Herstellung von nützlichen Nebenprodukten. Gentechnisch veränderte mikrobielle Brennstoffzellen könnten zu extrahieren nützliche Chemische Substanzen wie Stickstoff und Phosphor, aus Abwässern und gleichzeitig die Erzeugung von Strom.

Bakterien, die für die Kompostierung von festen Abfällen, können verwendet werden, um für Lachgas, potenziellen Raketentreibstoff. Wenn wir könnten Kolonien besiedeln Keime die Wände der Behausungen, Sie wären verarbeitete Kohlendioxid in atembaren Sauerstoff und sorgten rückstellbar Schicht des Strahlenschutzes.

Blick in die Zukunft, kann man sehen, dass letztlich alle diese synthetische Organismen erfolgen in Form eines Management-Systeme, Schiffe und Siedlungen, fungieren als биодатчиков und биоконтроллеров, die reagieren auf solche Dinge wie die Erhöhung der Strahlung, und überwachen die Prozesse anderer synthetischer Organismen.

Doch all das Rätselraten. Bevor irgendwelche dieser Anwendungen wird das Licht zu sehen,Sie müssen eine Menge Probleme zu lösen. Nicht zuletzt die Tatsache, dass obwohl es theoretisch möglich ist, Instrumente für die Umsetzung haben wir auf der Erde noch nicht. Sie arbeiten in den harten Bedingungen des Weltraums wird noch schwieriger.

Экстремофильные Keime, die überleben in den unwirtlichsten Gegenden der Welt, wie Tiefsee-Thermalquellen oder unter dem arktischen Eis, können als Zeiger für synthetische Biologen versuchen, erstellen die robusteren Organismen. Aber kombinieren diese Eigenschaften mit nützlichen Fähigkeiten die Produktion der gewünschten Stoffe — wirklich gigantisch nach Komplexität der Aufgabe.

Und keiner von uns bekannten Organismen nicht in der Lage zur Anpassung an das Leben in der Abwesenheit der Schwerkraft der Erde. Experimente mit Beteiligung von Keimen, gesendet in den Weltraum, zeigen, dass die meisten von Ihnen fühlen sich nicht sehr gut und gehören im Modus der Verringerung der Schäden, die deaktiviert eine Vielzahl von nicht-essentiellen Systeme für das Leben. Und genau diese Systeme, vielmehr werden die arbeiten auf die Herstellung notwendiger Stoffe. Zu verstehen, wie erstellen Mikroben gute Bedingungen für die Arbeit im Kosmos, ist auch nicht leicht wegen der Unzugänglichkeit des Kosmos.

Übrigens, Dank neuer Technologien wie CRISPR und Methoden der Erstellung von synthetischen Lebensformen, gibt es Hoffnung, dass diese Probleme bald überwunden werden wird. Und dies wäre nicht nur für die ersten Astronauten, sondern auch für diejenigen, die auf der Erde bleiben.