El objetivo de un científico es garantizar que las muestras de Marte estén “libres de microbios”

El Mars 2020 Perseverance Rover está recolectando muestras en busca de signos de vida microbiana antigua, lo que promovería la búsqueda de la NASA para explorar la habitabilidad pasada de Marte. Se espera que las muestras regresen a la Tierra no antes de 2031, como parte de la campaña Mars Sample Return planificada por la NASA y la Agencia Espacial Europea. Antes de que el rover fuera al espacio, la NASA y sus ingenieros trabajaron duro para evitar que los microbios de la Tierra contaminen Marte. Ahora, antes de que las muestras que recolecta el rover regresen a la Tierra, la Florida Atlantic University está ayudando a la NASA a diseñar protocolos para esterilizar el material marciano y proteger nuestra biosfera.

Gregg Fields, Ph.D., director ejecutivo del Instituto de Salud Humana e Intervención de Enfermedades (I-HEALTH) en FAU y profesor en el Departamento de Química y Bioquímica de la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt, trabaja en colaboración con un equipo de científicos para asegurar un retorno “libre de microbios” de muestras de Marte en un recipiente con varias capas de protección. El contenedor de la muestra sería lanzado a la órbita de Marte, recogido por una nave espacial que lo empacaría en un contenedor sellado, esterilizaría el sello y luego envolvería ese contenedor en otro contenedor sellado.

Fields, un destacado experto en química y bioquímica, fue invitado a trabajar en el paso de esterilización térmica con investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA con sede en California, Nelson Laboratories con sede en Utah y Johnson & Johnson con sede en Nueva Jersey. El grupo de investigación examinó no solo las bacterias resistentes al calor, sino también las proteínas individuales que, en la Tierra, pueden actuar como agentes infecciosos (por ejemplo, encefalopatía espongiforme bovina o enfermedad de las vacas, locura). Estas biomoléculas se eligieron para realizar pruebas como representantes de los agentes infecciosos más simples y resistentes que se conocen. Fields proporciona tecnologías complementarias para evaluar la degradación de objetivos basados ​​en proteínas en su laboratorio en el campus de John D. MacArthur FAU en Júpiter.

“Nuestro plan es asegurar que cuando las muestras regresen a la Tierra, el material potencialmente peligroso del rover marciano esté completamente contenido o esterilizado”, dijo Fields. “Además, es imperativo que las muestras obtenidas por el rover estén contenidas en un entorno ultralimpio cuando regrese a la Tierra. De esta manera, los científicos sabrán que cualquier descubrimiento potencial de vida antigua en realidad se originó en el Planeta Rojo. ”

El rover del tamaño de un automóvil aterrizó en el cráter Jerezo, una cuenca de 45 kilómetros de ancho ubicada en el hemisferio norte del planeta. Los expertos creen que hace unos 3.500 millones de años, un río desembocaba en una masa de agua del tamaño del lago Tahoe, que se extiende a ambos lados de la frontera entre California y Nevada. Este es uno de los mejores lugares para buscar señales de vida microbiana, según la NASA, ya que el antiguo río podría haber recolectado y retenido moléculas orgánicas.

A medida que el rover explora, recolectará muestras de material rocoso, de las cuales se pueden devolver hasta 30. El rover M2020 está equipado con siete instrumentos, 25 cámaras, la mayor cantidad jamás registrada en la exploración del espacio profundo, e incluso un helicóptero del tamaño de una caja de pañuelos para tomar imágenes aéreas. El rover utiliza un taladro de impacto rotativo y una broca hueca para perforar rocas y recolectar muestras un poco más gruesas que un lápiz. Este sistema de muestreo está ubicado al final del brazo robótico de 7 pies de largo del rover. Estas herramientas de vanguardia recopilan información sobre la geología marciana, las condiciones ambientales, la atmósfera y posibles firmas biológicas que pueden usarse como evidencia de vida pasada o presente.

“La mayoría de las proteínas en las que pensamos son obviamente muy útiles en nuestro cuerpo. Sin embargo, se ha observado que algunas proteínas muy específicas se comportan patológicamente y contribuyen a la enfermedad, por ejemplo, la enfermedad de Alzheimer y Parkinson “, dijo Fields.

El plan general sería inactivar o encapsular todas las partículas bioactivas potencialmente peligrosas calentando y sellando los tubos de muestra dentro de un recipiente de varias capas que regresará a la Tierra. Sin embargo, aún se está determinando la temperatura y el tiempo ideales para realizar el trabajo. Para comprender esto, los laboratorios asociados envían a Fields muestras tratadas térmicamente de una proteína común llamada albúmina de suero bovino, así como la proteína prión modelo.

El equipo apunta a un desmontaje casi total de la proteína, más que suficiente para dejarla inactiva. El laboratorio de Fields utiliza una combinación de técnicas analíticas, como la espectrometría de masas y la cromatografía líquida, para determinar la proporción de la muestra de proteína que se ha degradado. Hasta ahora, ha probado la proteína procesada a 350 y 450 grados Celsius (662 y 842 grados Fahrenheit).

“Probamos la albúmina de suero bovino a 350 grados, que descompone la proteína bastante bien, pero no la descompone por completo”, dijo Fields. “Las temperaturas superiores a 400 o 500 grados son probablemente mejores para descomponer las proteínas en componentes de aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas”.

Debido a que las muestras no regresarán a la Tierra hasta 2031, Fields tiene tiempo para continuar experimentando en su laboratorio.

“No creo que haya microorganismos y proteínas peligrosos en Marte, pero aún tenemos que prepararnos y protegernos contra ellos”, dijo Fields.