La levadura con destino a la Luna proporcionará pistas sobre cómo la radiación afecta a los astronautas


Un equipo de investigadores dirigido por CU Boulder está enviando algunos autoestopistas inesperados a la luna: Doce bolsas llenas de levadura de panadería (Saccharomyces cerevisiae), el mismo tipo de células trabajadoras que hacen que el pan crezca y fermente la cerveza y el vino.

El viernes, un cohete más alto que la Estatua de la Libertad está programado para despegar desde una plataforma de lanzamiento en Florida, llevando la nueva cápsula espacial Orion de la NASA a la órbita de la Tierra por primera vez. A partir de ahí, la nave espacial, diseñada para transportar a cuatro astronautas, comenzará un viaje de 42 días a la Luna y de regreso a la Tierra.

Mapa del viaje planificado de la nave espacial Orión a la luna y de regreso. Crédito: NASA

No hay humanos a bordo de esta misión, llamada Artemis 1. Pero eso no significa que no habrá pasajeros. Tres maniquíes humanos, llamados Moonikin Campos, Helga y Zohar, volarán a bordo de Orion, al igual que cuatro experimentos biológicos, incluido uno diseñado por un equipo de BioServe Space Technologies, un centro del Departamento de Ciencias de Ingeniería Aeroespacial de Ann y H.J. Smead.

El experimento está escondido debajo de uno de los asientos en un estuche del tamaño de una caja de zapatos. En el interior, millones de células de levadura ayudarán a los científicos a responder una pregunta crítica en la exploración espacial: ¿Cómo les iría a los cuerpos humanos en el entorno extremo del espacio profundo, donde los astronautas podrían estar expuestos al equivalente de radiación equivalente a miles de rayos X de tórax? cada viaje

«Nada como esto ha sucedido durante 50 años», dijo Tobias Niederwieser, investigador asociado de BioServe e ingeniero del equipo. «La última vez que los humanos enviaron algo biológico en un viaje de regreso a la luna fue durante el Apolo 17 en 1972».

Pero también es solo el comienzo.

Artemis 1 es el primer paso en la nueva era de exploración lunar de la NASA. La agencia espacial planea lanzar astronautas humanos, incluida la primera mujer, a la superficie de la luna a finales de esta década.

Los investigadores de BioServe están tratando de mantener seguros a esos exploradores lunares. Una vez que los cultivos de levadura regresen a la Tierra, el equipo recuperará las células para estudiar su ADN y, potencialmente, encontrar pistas que podrían ayudar a los científicos a prevenir o tratar los efectos de la enfermedad por radiación en los astronautas.

Créditos: NASA

Luis Zea, ex investigador de BioServe ahora en la empresa Sierra Space, con sede en Colorado, lidera el proyecto. Dijo que le ha hecho mirar la luna de una manera nueva.

«No lo veo igual», dijo Zea. «Porque sé que Orion estará en órbita pronto con el hardware y la ciencia en los que trabajamos durante cuatro años».

Lejos de casa

Para Zea y sus colegas, este experimento, oficialmente llamado Deep Space Radiation Genomics (DSRG), lleva mucho tiempo en desarrollo.

Durante casi 35 años, los investigadores de BioServe han ayudado a llevar cientos de experimentos biológicos al espacio. La mayoría de ellos han viajado a la Estación Espacial Internacional (ISS), que orbita a unas 250 millas sobre la Tierra.

Orion es un tipo diferente de laboratorio. Para empezar, la nave espacial está volando mucho más lejos, cientos de miles de kilómetros más lejos. En el proceso, viajará más allá de los cinturones de Van Allen de la Tierra, un par de bandas de radiación en forma de rosquilla que rodean al planeta y lo protegen de los rayos solares más peligrosos. Y a diferencia de los experimentos en la ISS, no habrá astronautas para ayudar a ejecutar DSRG.

«Todo el experimento funciona con baterías», dijo Niederwieser. «No podemos obtener ningún dato de él. No podemos enviarle una señal que le diga cuándo comenzar».

En cambio, Niederwieser y su equipo diseñaron el laboratorio del tamaño de una caja de zapatos para detectar automáticamente cuándo está lo suficientemente lejos de la Tierra y luego encenderse. Una vez que eso suceda, pequeñas bombas llenarán las bolsas de levadura con un líquido rico en nutrientes y las células comenzarán a crecer y reproducirse.

Las propias células de levadura son una maravilla de la ingeniería. Trabajando con investigadores de la Universidad de Columbia Británica en Canadá, el equipo de BioServe desarrolló aproximadamente 12,000 cepas mutantes de levadura para el experimento. A algunos de estos organismos les faltan ciertos genes, mientras que otros llevan copias adicionales de esos mismos fragmentos de código.

Investigadores del Centro Aeroespacial Alemán y de la Universidad del Valle de Guatemala también contribuyeron al esfuerzo. Más de una docena de estudiantes han participado en el experimento, incluidos cuatro de CU Boulder.

Cuál de esos mutantes sobrevive al viaje a la luna y cuál no, podría dar a los científicos nuevas pistas sobre cómo la radiación podría afectar a los astronautas humanos. Zea explicó que las células de levadura pueden no parecerse mucho a los grandes primates, pero comparten alrededor del 70 % de sus genes con los humanos. Estas culturas, en otras palabras, proporcionarán una ventana a cómo ciertos genes, o mecanismos para reparar genes dañados, podrían ser críticos para ayudar a los organismos a sobrevivir en la dureza del espacio.

«Lo que tal vez podamos hacer es dar a los futuros exploradores del espacio medicamentos que mejoren la eficacia de esos mecanismos de reparación del ADN», dijo Zea. «Es como un antioxidante que ayudará a mitigar los efectos de la radiación».

Regresando a casa

Sin embargo, antes de que eso suceda, el equipo deberá esperar y esperar.

El viaje a Orión es solo la primera etapa del experimento. Los investigadores quieren saber cómo la radiación espacial afecta a los microbios. Para desentrañar eso, BioServe cultivará cultivos idénticos de levadura en la Estación Espacial Internacional y en la Tierra en Boulder.

La propia caja de Orión tiene un largo viaje por delante. Niederwiser y Zea entregaron el experimento a la NASA en el Centro Espacial Kennedy en Florida a mediados de agosto. Una vez que Orión vuelva a aterrizar en la Tierra a finales de este otoño, los investigadores de Colorado tendrán que esperar a que un equipo recupere la cápsula y sus experimentos biológicos.

«Es especialmente estresante porque no sabremos si la unidad ha funcionado según lo previsto hasta que recuperemos la caja en dos o tres meses», dijo Niederwieser.

Sin embargo, él y sus colegas confían en que sus pequeños exploradores espaciales no los defraudarán.

Con información de Phys.org

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