Armaduras para bacterias espaciales
Nuestras futuras colonias planetarias necesitarán microbios terrestres que produzcan compuestos químicos vitales. ¿Cómo lograr que esos microorganismos sobrevivan en otros mundos?
Llevamos milenios cultivando y usando diversas bacterias (antes de forma intuitiva, ahora científica) para que produzcan compuestos que nos ayudan a vivir. Pensemos en los microbios que hacen posibles las leches fermentadas, los yogures o la cerveza; o en los que generan sustancias químicas importantes (alcohol etílico, ácido acético, acetona…). Las bacterias son esenciales para varias industrias y actividades: minería, limpieza de residuos, agricultura…
Nuestra fructífera relación con los microorganismos continuará cuando establezcamos colonias en el espacio, y en las naves que nos llevarán a otros mundos en viajes de meses o años. De la misma forma que los astronautas necesitan trajes que los protejan en el espacio, las bacterias requerirán algún tipo de protección que les permita sobrevivir en entornos letales.
Eso es lo que ha hecho un equipo de químicos de la Universidad de California en Berkeley: crear una capa protectora para bacterias anaeróbicas (las que no requieren oxígeno para vivir), que además las convierte en captadoras de dióxido de carbono (CO2), usable después para generar sustancias útiles para la industria y (algún día) para las colonias espaciales.
La bacteria-cíborg
Los investigadores han desarrollado marcos metaloorgánicos (MOF, por sus siglas en inglés) que cubren los microorganismos como si fueran un parche. ¿Qué hace esta especie de armadura metálica? Es impermeable al oxígeno y a moléculas como el peróxido, que acortan la existencia de las bacterias anaeróbicas, de forma que estas sobreviven mucho más tiempo en entornos con oxígeno. Y, como dijimos, las ayuda a retener el CO2 que sirve para producir compuestos basados en el carbono, con múltiples utilidades.
En suma, es un método biológico de producción de sustancias químicas necesarias en entornos como las naves espaciales o hábitats artificiales en otros mundos. Según Peidong Yang, uno de los autores del experimento (publicado en PNAS), “estamos usando nuestro híbrido para fijar el CO2 y producir combustibles, fármacos y compuestos químicos, y también para fijar el nitrógeno que permite crear fertilizante. Si Matt Damon quiere cultivar patatas en Marte, necesita fertilizante”.
La capa metálica protectora funciona como un semiconductor que captura la luz y con ella electrones que usa la bacteria anaerobia para alimentarse. Este exceso de electrones provoca que el microorganismo produzca más compuestos basados en el carbono de los que generaría normalmente. Los científicos han usado una bacteria anaerobia llamada Morella thermoacetica (imagen), que fabrica ácido acético y tiene numerosos usos industriales.
Yang y sus colegas trabajan ahora para aumentar la eficiencia con la que su microorganismo híbrido captura la luz, transfiere electrones y produce compuestos específicos. Su objetivo es reunir estas capacidades en un proceso que cree moléculas más complejas. Según Yang, “una vez que has fijado el CO2, que es lo más complicado, hay muchos métodos biológicos y químicos que te permiten aprovecharlo para generar biocombustibles, fármacos y productos químicos básicos”.