I ricercatori della Penn State stanno prendendo la resilienza unica dei tardigradi o “orsi d’acqua” come base per valutare come gli organismi viventi risponderanno e proteggeranno le risorse marziane. Questi microscopici estremofili sono noti per la loro capacità di sopravvivere nel vuoto dello spazio; tuttavia, questo studio si concentra principalmente sulla loro risposta molecolare alle condizioni simili a quelle marziane e sui tipi specifici di proteine che i tardigradi utilizzano per proteggere il loro DNA e le strutture cellulari. Studiando le proteine prodotte dai tardigradi, i ricercatori stanno ottenendo importanti informazioni sulle applicazioni biotecnologiche che potranno essere utilizzate per le future spedizioni spaziali. Queste informazioni non solo aiuteranno a identificare le condizioni per possibili insediamenti su altri pianeti, ma forniranno anche un modello per lo sviluppo di materiali resilienti e bio-ispirati che potrebbero essere utilizzati per proteggere le infrastrutture critiche e le risorse biologiche sulla superficie di Marte.
L’hack dell’abitabilità: come gli “orsi d’acqua” sopravvivono allo stress marziano
I tardigradi sono noti per la loro capacità di entrare in uno stato dormiente noto come criptobiosi, ma i ricercatori della Penn State stanno esaminando i meccanismi molecolari molto specifici che consentono loro di farlo. I ricercatori hanno identificato una nuova classe di “proteine disordinate” senza una struttura tridimensionale ben definita, che sembrano creare un vetro biologico attorno al DNA dei tardigradi e advert altri componenti cellulari critici quando subiscono uno stress estremo (advert esempio, radiazioni estreme o bassa umidità proveniente da ambienti simili a quelli marziani). Questa copertura di vetro probabilmente impedisce alle cellule di frantumarsi o di essere danneggiate in modo permanente in un ambiente inospitale simile a quello marziano.
Gli orsi d’acqua trasformano le proteine in protezione
I risultati di questa ricerca suggeriscono che le strategie di sopravvivenza degli orsi acquatici potrebbero essere sfruttate per creare rivestimenti protettivi per le preziose risorse su Marte. Studiando come questi organismi microscopici stabilizzano il loro materiale biologico, i ricercatori sperano di creare rivestimenti bio-ispirati che potrebbero proteggere tecnologie sensibili come l’elettronica e i prodotti farmaceutici dal degrado causato dalle radiazioni cosmiche e dalle temperature estreme. Passare effettivamente dall’osservazione passiva dei sistemi biologici all’ingegneria di “sistemi di protezione attiva” segnerà un cambiamento significativo nel modo in cui pensiamo a sostenere la vita umana su Marte a lungo termine.Comprendere il modo in cui il tardigrado si adatta serve da quadro sperimentale per lo sviluppo di infrastrutture resilienti per Marte. Il group della Penn State College ha sottolineato che gli analoghi biosintetici delle proteine derivanti dalla rottura potrebbero essere potenzialmente sintetizzati per creare materiali autoriparanti o extremely resistenti per costruire habitat. Progettando sistemi e metodi organizzativi simili che replicano questi tipi di sistemi protettivi naturali, le missioni future eliminerebbero la necessità di utilizzare grandi quantità di schermature pesanti sui veicoli spaziali e sarebbero in grado di utilizzare materiali polimerici biocompatibili leggeri che rispondono al loro ambiente in modo simile a come risponde un tardigrado quando passa al suo stato “tun”, fornendo quindi soluzioni costruttive più durature e di maggior successo.
Il progetto biologico per Marte
Dimostrando che gli organismi del pianeta Terra possono utilizzare specifici percorsi molecolari per sopravvivere in un ambiente simile a quello di Marte, questa ricerca sta estendendo la definizione di ciò che può essere abitato; crea anche un punto di riferimento da cui valutare la possibilità che altri corpi extraterrestri siano considerati abitabili. In sostanza, se riusciamo advert adattare questi modelli biologici, i mezzi per sopravvivere su Marte possono essere considerati ingegnerizzabili biologicamente, piuttosto che sopravvivere semplicemente grazie alla resistenza meccanica. Per la NASA, questo quadro biologico sarà essenziale per portare avanti i suoi piani a lungo termine per stabilire una presenza umana sostenuta sulla Luna e, infine, su Marte.
