Endret mikrober vil hjelpe i kolonisering av nye planeter

Siden folk kommer ut i verdensrommet på jakt etter livet, de fleste fremmede organismer, som vi møte kan det være logget inn av oss. Forskere fra NASA og andre institusjoner prøver til biologisk endre mikrober slik at de tok over en del av funksjonene som trengs for å opprettholde liv utenfor Jorden. Folk prøver å rein i mikrober og få dem til å gjøre nyttige ting for tusenvis av år. Vi vil bruke dem til å lage brød, øl og ost, og har nylig begynt å produsere med deres hjelp, legemidler, kunstgjødsel, og selv biodiesel.

Imidlertid utviklingen innen syntetisk biologi lover å betydelig utvide nyttevolum av mikrober. Prestasjoner innen redigering gener tillate forskere å endre genomer av mikrober, slik at de kan oppfylle helt nye funksjoner, som for eksempel produksjon av kjemiske stoffer som ikke finnes i naturen, rollen av biosensorer og til og med produksjonen beregning.

Et så bredt spekter av evner som er interessert i NASA, særlig fordi Byrået samler inn et oppdrag til Mars. Det viktigste problemet med utforskning av verdensrommet er den enorme kostnaden av materialer som trengs for å opprettholde livet på Jorden, og langsiktige oppdrag for langt bort fra Jorden kan vente på påfyll av rekvisita for måneder. Slike ting som medisiner og mat, etter hvert forringes, så selv om vi har et sted for transport, holdbarhet vil ikke tillate deg å lagre dem for alltid.

Det er grunnen til NASA utforsker muligheten for å bruke mikrober for produksjon av viktige næringsstoffer og byggevarer utenfor planeten. Ideelt sett ønsker jeg bare å ta med en pakke "bare å blande med vann" med mikrober som er genetisk programmert til å produsere visse næringsstoffer. Byrået har allerede demonstrert en fungerende konsept med genmodifisert gjær, som produserer zeaxanthin, en viktig næringsstoff for øye helse.

Med hensyn til konstruksjon, materialer, utfordringen er å ta i bruk fysiske og kjemiske metoder for konvertering av karbondioksid, som mange i atmosfæren på Mars, i enkle organiske molekyler. Genmodifiserte mikrober kan produsere fra det plast, fiber og andre typer råvarer, som vil bli ved hjelp av 3D-skrivere til å slå inn i huset, verktøy og reservedeler.

Ikke bare NASA prøver å konvertere mikrober for plass-programmer. Forskere fra University of California i Berkeley er å utvikle mikrober som bidrar til å gjøre Martian jord er mer egnet for planteliv.

Håp for utvikling av landbruket på den røde planeten mye roet ned når den lander Phoenix funnet på overflaten høye nivåer av perchlorates, salter som kan være giftig for levende vesener, i 2008. Men et team av forskere fra Berkeley har utviklet mikrober som kan samtidig redusere konsentrasjonen av perklorat i jord-og berike den med ammoniakk, er avgjørende for en sunn plantevekst.

å Ha i tankene ikke bare plass programmer, forskere fra mit har laget en syntetisk biologiske system som kan lage tilpassede medisiner på forespørsel. I stedet for å bruke hele organismer, de tørker frosne segmenter av DNA og andre biomolecules i granulat at du kan rehydrere og starte produksjon av medisiner.

Denne bærbare systemet kan brukes til å designe antistoffer som kan bekjempe sykdommer raskt og billig, og partikler kan transporteres ved romtemperatur og er ganske enkel å bruke.

Selv om disse prosjektene er allerede utviklet, andre forskere se inn i fremtiden.

I 2015, forskere fra NASA og Berkeley skissert potensialet i nærheten og langt, bruk av mikrober til å støtte folk av planeten i Journal of the Royal Society Grensesnitt. De inkluderte prosjekter som allerede er utviklet for produksjon av råvarer, medisiner og næringsstoffer, så vel som mer ambisiøse planer for genmodifisering av mikrober å få syre, som vil tillate deg å hente ut verdifulle komponenter fra fjellet, lage en biologisk lim som kunne bond Martian støv med produksjon av murstein.

Forskere mener også at det er mulig å opprette et lukket system der alt avfall vil bli gjenvunnet ved mikrober for produksjon av nyttige produkter. Genmodifiserte mikrobiell brenselceller kan trekke ut nyttige kjemikalier slik som nitrogen og fosfor fra avløpsvann samtidig generere elektrisitet.

Bakterier som brukes for kompostering av avfall kan brukes til å produsere lystgass, en potensiell rakett drivstoff. Hvis vi kunne kolonisere kolonier av mikrober på veggene av boliger, ville de ha redesignet karbondioksid i pustende oksygen og gir en self-healing lag av strålevern.

Se inn i fremtiden, kan du se at i slutten alle disse syntetiske organismer vil bli gjort i form av styringssystemer for skip og oppgjør, til å være i form av biosensorer og biocontrollers som vil svare til slike ting som økte nivåer av stråling, og styre prosesser av andre syntetiske organismer.

Men alt dette gjetning. Før noen av disse programmene vil se lyset,du må løse en rekke problemer. Sist, men ikke minst det faktum at mens alt dette er teoretisk mulig, verktøy for implementering vi har på Jorden enda. For å gjøre det arbeidet i de tøffe forholdene plass vil bli enda mer vanskelig.

Extremophilic mikrober som kan overleve i de mest ugjestmilde steder i verden som deep-sea varme kilder eller under den Arktiske isen, kan tjene som en peker for syntetiske biologer ute etter å opprette mer spenstig organismer. Men å kombinere slike egenskaper med nyttige evner produksjon av ønskede stoffer — en virkelig Enorme utfordringen.

Og ingen av de kjente organismer ikke kunne tilpasse seg livet i fravær av jordens gravitasjon. Eksperimenter som involverer mikrober sendt ut i verdensrommet, viser at de fleste av dem ikke føler seg veldig bra og er i modus for reduksjon av skader, som deaktiverer mange uviktige til liv av systemet. Nemlig disse systemene er sannsynlig å jobbe på produksjon av ønskede stoffer. For å forstå hvordan mikrober til å skape gode betingelser for arbeid i rommet, enten på grunn av mangel på plass.

Men, takket være nye teknologier som CRISPR og metoder for å skape syntetisk liv, er det håp om at disse problemene vil snart bli overvunnet. Og det vil være nyttig ikke bare for astronauter, men også for dem som forblir på Jorden.