Cuando el científico investigador del MIT Christopher Carr visitó una playa de arena verde en Hawai a la edad de 9 años, probablemente no pensó que usaría los pequeños cristales de olivino bajo sus pies para algún día buscar vida extraterrestre. Carr, ahora es el investigador principal científico del instrumento de Búsqueda de Genomas Extraterrestres (SETG) que está siendo desarrollado conjuntamente por el Departamento de la Tierra, Ciencias Atmosféricas y Planetarias (EAPS) en el MIT y el Hospital General de Massachusetts, trabaja para casar los mundos de la biología, geología, y ciencia planetaria para ayudar a comprender cómo evolucionó la vida en el universo.

"Nuestra historia revelada por la ciencia es una historia realmente increíble, "Carr dice." Tú y yo somos parte de una cadena ininterrumpida de 4 mil millones de años de evolución. Quiero saber más sobre esa historia ".

SETG fue propuesto inicialmente por el profesor de genética de la Escuela de Medicina de Harvard Gary Ruvkun, y desde 2005 está dirigida por Maria Zuber, el profesor E. A. Griswold de Geofísica en EAPS y vicepresidente de investigación en el MIT.

Como investigador principal científico de SETG, Carr, junto con un gran equipo de científicos e ingenieros, ha ayudado a desarrollar instrumentación que podría resistir la radiación y detectar ADN, un tipo de ácido nucleico que transporta información genética en la mayoría de los organismos vivos, en entornos de vuelos espaciales. Ahora, Carr y sus colegas están trabajando para ajustar la instrumentación para que funcione en el planeta rojo. Para hacer eso, el equipo necesitaba simular los tipos de suelos que se cree que preservan la evidencia de vida en Marte, y por eso, necesitaban un geólogo.

Ángel Mojarro, un estudiante de posgrado en EAPS, estaba listo para la tarea. Mojarro pasó meses sintetizando suelos marcianos que representaban diferentes regiones de Marte, según lo establecido por los datos del rover marciano.

"Resulta que puedes comprar la mayoría de las rocas y minerales que se encuentran en Marte en línea, —Dice Mojarro. Pero no todos.

Uno de los componentes difíciles de encontrar del suelo era el olivino de la playa que Carr había visitado cuando era niño:"Llamé a mis padres y les dije:'Oye, ¿Puedes encontrar la arena de olivino en el sótano y enviarme un poco de eso? '"

Después de crear una colección de diferentes suelos análogos de Marte, Mojarro quería saber si SETG podría extraer y detectar pequeñas cantidades de ADN incrustadas en esos suelos como lo haría en una futura misión a Marte. Si bien ya existen muchas tecnologías en la Tierra para detectar y secuenciar el ADN, Reducir la instrumentación para que quepa en un rover, sobrevivir al transporte desde la Tierra, y realizar una secuenciación de alta fidelidad en un entorno marciano hostil es un desafío único. "Eso es un montón de pasos, no importa cuál sea la tecnología de secuenciación en este momento, "Carr dice.

La instrumentación SETG ha evolucionado y mejorado desde que comenzó su desarrollo en 2005, y, en la actualidad, el equipo está trabajando para integrar un nuevo método, llamada secuenciación de nanoporos, en su trabajo. "En la secuenciación de nanoporos, Las hebras de ADN viajan a través de orificios de tamaño nanométrico, y la secuencia de bases se detecta a través de cambios en una corriente iónica, "Dice Mojarro.

Por ellos mismos, Los suelos análogos de Marte de Mojarro no contenían microbios, para probar y desarrollar la secuenciación de nanoporos de ADN en suelos análogos de Marte, Mojarro agregó cantidades conocidas de esporas de la bacteria Bacillus subtilis a los suelos. Sin ayuda humana en Marte La instrumentación SETG debería poder recolectar, purificar, y permitir la secuenciación del ADN, un proceso que generalmente requiere alrededor de un microgramo de ADN en la Tierra, Dice Mojarro.

Los resultados del grupo utilizando el nuevo método de secuenciación y preparación, que fueron reportados en Astrobiología , empujó los límites de detección a la escala de partes por mil millones, lo que significa que el instrumento podría detectar y secuenciar hasta el más mínimo rastro de vida.

"Esto no solo se aplica a Marte ... estos resultados tienen implicaciones en otros campos, también, ", Dice Mojarro. Se han utilizado métodos similares de secuenciación del ADN en la Tierra para ayudar a controlar y rastrear los brotes de ébola y en la investigación médica. Y además, las mejoras en SETG podrían tener importantes implicaciones para la protección planetaria, cuyo objetivo es prevenir y minimizar la contaminación biológica de los entornos espaciales originada en la Tierra.

Incluso en el nuevo límite de detección para la instrumentación SETG, Mojarro pudo diferenciar entre el ADN humano y el ADN de Bacillus. "Si detectamos vida en otros planetas, "Mojarro dice, "Necesitamos una técnica que pueda diferenciar los microbios que hacen autostop de la Tierra y la vida marciana".

En su publicación, Mojarro y Carr sugieren que estos desarrollos pueden llenar algunos de los vacíos que faltan en la historia de la vida en la Tierra. "Si hay vida en Marte, hay una buena posibilidad de que esté relacionado con nosotros, "Carr dice, citando estudios previos que describen el intercambio planetario de materiales durante el período del Bombardeo Pesado Tardío (hace 4.1 a 3.8 mil millones de años).

Si SETG detecta y secuencia ADN en Marte en el futuro, Carr dice que los resultados podrían "reescribir nuestra propia noción de nuestros propios orígenes".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.