Modifierade mikroorganismer kommer att hjälpa i koloniseringen av nya planeter

Eftersom människor kommer ut i rymden i jakt på liv, de flesta främmande organismer som vi möter kan loggas av oss. Forskare från NASA och andra institutioner försöker biologiskt ändra mikrober så att de tog över vissa av de funktioner som behövs för att upprätthålla liv bortom Jorden. Människor försöker tygla mikrober och få dem att göra nyttiga saker för tusentals år. Vi använder dem för att göra bröd, öl och ost, och nyligen börjat producera med deras hjälp, läkemedel, gödselmedel, och även biodiesel.

Emellertid att utveckla området syntetisk biologi lovar att avsevärt expandera den användbara kapaciteten av mikrober. Insatser inom området för redigering av gener som möjligt för forskare att modifiera arvsmassan hos mikrober så att de kan utföra helt nya funktioner, såsom produktion av kemiska ämnen som inte finns i naturen, rollen av biosensorer och även produktion beräkning.

Ett Så brett spektrum av förmågor som är intresserade av NASA, i synnerhet eftersom Myndigheten samlar ett uppdrag till Mars. Det största problemet utforskning av rymden är den enorma kostnaden för material som behövs för att upprätthålla livet på Jorden, och långsiktiga uppdrag långt bort från Jorden kan vänta för påfyllning av förbrukningsmaterial till månader. Sådana saker som mediciner och mat, så småningom försämras, så även om vi har en plats för sina transporter, hållbarhet kommer inte att tillåta dig att lagra dem för evigt.

Det är därför NASA utforskar möjligheten att använda mikroorganismer för produktion av viktiga näringsämnen-och byggmaterial utanför planet. Helst skulle jag bara vilja ta ett paket "bara att blanda med vatten" med mikroorganismer som är genetiskt programmerade att producera vissa näringsämnen. Byrån har redan visat att ett fungerande koncept med genetiskt modifierade jästceller, som producerar zeaxantin, ett viktigt näringsämne för ögat hälsa.

När det gäller byggmaterial, utmaningen är att använda fysikaliska och kemiska metoder för omvandling av koldioxid, vilket många i atmosfären på Mars, i enkla organiska molekyler. Genetiskt modifierade mikroorganismer kan producera från det plast, fiber -, och andra typer av råvaror, som då kommer att använda 3D-skrivare för att förvandlas till bostäder, verktyg och reservdelar.

Inte bara NASA försöker att konvertera mikrober för rymdtillämpningar. Forskare från University of California i Berkeley för att utveckla mikroorganismer som hjälper till att göra Martian jorden är mer lämplig för växter.

Hoppas för utveckling av jordbruket på den röda planeten mycket lugnade ner när landaren Phoenix finns på ytan höga nivåer av perklorater, salter som kan vara giftiga för levande varelser, 2008. Men ett team av forskare från Berkeley har utformat mikrober som samtidigt kan minska koncentrationen av perklorat i marken och berika det med ammoniak, vilket är en förutsättning för sund växtlighet.

Ha i åtanke att inte bara utrymme, program, forskare från mit har skapat en syntetisk biologiskt system som kan skapa anpassade läkemedel på efterfrågan. Istället för att använda hela organismer, de torra frusna segment av DNA och andra biomolekyler i granulat som du kan rehydrera och starta tillverkning av läkemedel.

Denna bärbara system kan användas för att skapa antikroppar, som kan kämpa mot sjukdomar snabbt och billigt, och granulat kan transporteras i rumstemperatur och är ganska enkel att använda.

Även om dessa projekt är redan på att utvecklas, andra forskare ser på framtiden.

I och med 2015, forskare från NASA och Berkeley beskrivs de potentiella nära och långt, användning av mikrober till stöd för personer utanför planeten i Journal of the Royal Society Interface. De ingår projekt som redan håller på att utvecklas för produktion av råvaror, läkemedel och näringsämnen, samt mer ambitiösa planer för genetisk modifiering av mikrober för att få syra, som kommer att tillåta dig att utvinna värdefulla komponenter från klipporna, skapa ett biologiskt lim som kunde bond Mars damm med produktion av tegel.

Forskare tror också att det är möjligt att skapa ett slutet system där allt avfall som kommer att återvinnas av mikroorganismer för produktion av användbara biprodukter. Genetiskt modifierade mikrobiella bränsleceller skulle kunna utvinna användbara kemikalier, såsom kväve och fosfor från avloppsvatten samtidigt som genererar elektricitet.

Bakterier som används för kompostering av fast avfall kan användas för att producera kväveoxid, en potentiell raket bränsle. Om vi kunde kolonisera kolonier av mikroorganismer på väggarna av bostäder, de skulle ha gjort om koldioxid andas in syre och ger en självläkande lager av strålskydd.

Om man Ser till framtiden, kan du se att i slutändan alla dessa syntetiska organismer kommer att göras i form av kontrollsystem för fartyg och bosättningar, för att vara i form av biosensorer och biocontrollers som kommer att svara på sådana saker som ökade nivåer av strålning, och styra processer på andra syntetiska organismer.

Men allt detta gissningar. Innan någon av dessa appar kommer att se dagens ljus,du måste lösa en massa problem. Sist men inte minst det faktum att samtidigt som allt detta är teoretiskt möjligt, verktyg för genomförande vi har på Jorden ännu. För att få det att fungera i hårda villkoren i rymden kommer att bli ännu svårare.

Extremophilic mikrober för att överleva i de mest ogästvänliga platser i världen som deep-sea hot springs eller under den Arktiska isen, kan tjäna som en pekare för syntetiska biologer ser till att skapa mer motståndskraftig organismer. Men att kombinera dessa egenskaper med användbara förmågor produktion av önskade ämnen — en riktigt Svår utmaning.

Och ingen av de kända organismer kunde inte anpassa sig till ett liv i avsaknad av jordens gravitation. Experiment med mikrober som skickas upp i rymden, visar att de flesta av dem inte känner mycket väl och är i läge sänkning av skador, vilket inaktiverar många oviktiga för livet av systemet. Nämligen dessa system är sannolikt att arbeta på produktionen av de önskade ämnen. För att förstå hur mikrober för att skapa goda förutsättningar för arbete i utrymme, antingen på grund av bristande utrymme.

Men tack vare ny teknik som CRISPR och metoder för att skapa syntetiska former av liv, det finns hopp om att dessa problem snart kommer att övervinnas. Och det kommer att vara till nytta inte bara för astronauter, men också för de som är kvar på Jorden.