Estimado lector, con el presente artículo esta columna cumple cuatro años de vida. Vamos a celebrarlo imaginando que está usted en camino hacia Marte, y de pronto pierde una herramienta crucial durante una caminata espacial.
¡No se preocupe!, simplemente volverá a entrar en su nave espacial y utilizara algunos microorganismos para convertir su orina y sus exhalaciones de dióxido de carbono en algunos materiales, los cuales, a través de un proceso químico y con una impresora 3D usted podrá fabricar una nueva herramienta.
Esta es una de las metas de algunos científicos que están desarrollando diferentes estrategias para hacer factibles viajes espaciales muy largos. Al respecto, una colega nos está compartiendo la siguiente información que publicó, el 22 de agosto pasado, la American Chemical Society, la cual fue presentada como un trabajo científico en su congreso denominado “254th National Meeting & Exposition of the American Chemical Society” (ACS).
ACS es la asociación científica más grande del mundo y sólo en este congreso van a presentar cerca de nueve mil 400 trabajos sobre una amplia gama de temas científicos. Veamos de que se trata….
Los astronautas no pueden llevar muchas piezas de recambio al espacio porque cada gramo adicional aumenta el costo del combustible necesario para escapar de la gravedad de la Tierra. "Si los astronautas van a hacer viajes que duran varios años, tendremos que encontrar una manera de reutilizar y reciclar todo lo que lleven con ellos", dice Mark A. Blenner, Ph.D. ,. "La economía del átomo será realmente importante".
La solución está en parte con los propios astronautas, que constantemente generarán desperdicio tanto al respirar como cuando comen y al usar materiales. A diferencia de sus amigos en la Tierra, comenta Blenner, estos navegantes espaciales no querrán tirar moléculas a la basura. Así que él y su equipo están estudiando cómo reutilizar estas moléculas y convertirlas en productos que necesitan los astronautas, como plásticos y nutrientes.
Algunos nutrientes esenciales, como los ácidos grasos omega-3, tienen una vida útil de sólo un par de años, dice Blenner, quien trabaja en Clemson University. Tendrán que elaborarse durante el trayecto, comenzando unos años después del lanzamiento, o ya en el destino. "Tener un sistema biológico que los astronautas puedan utilizar para ‘invernar’ y luego despertar de ese estado latente para comenzar a producir lo que necesitan, cuando lo necesitan, es la objetivo de nuestro proyecto", agregó.
El sistema biológico de Blenner incluye una variedad de cepas de la levadura Yarrowia lipolytica. Estos organismos requieren tanto nitrógeno como carbono para crecer. El equipo de Blenner descubrió que la levadura puede obtener su nitrógeno de la urea en la orina no tratada. Mientras tanto, la levadura obtiene su carbono del CO2, que podría provenir de la respiración exhalada de los astronautas, o de la atmósfera marciana. Pero para usar CO2, la levadura requiere un intermediario para "fijar" el carbono en una forma que pueden ingerir. Para este propósito, la levadura se basa en cianobacterias fotosintéticas o algas proporcionadas por los investigadores.
Una de las cepas de levadura produce ácidos grasos omega-3, que contribuyen a la salud del corazón, los ojos y el cerebro. Otra cepa ha sido diseñada para producir monómeros y unirlos para fabricar polímeros de poliéster. Esos polímeros se podrían entonces utilizar en una impresora 3-D para generar nuevas piezas plásticas. El equipo de Blenner continúa diseñando esta cepa de levadura para producir una variedad de monómeros que pueden ser polimerizados en diferentes tipos de poliésteres con una amplia gama de propiedades.
Por ahora, las cepas de levadura modificadas mediante procesos ingenieriles pueden producir sólo pequeñas cantidades de poliésteres o nutrientes, pero los científicos están trabajando en aumentar el volumen de producción. También están estudiando las aplicaciones aquí en la Tierra, en la piscicultura y la nutrición humana. Por ejemplo, los peces criados a través de la acuicultura deben recibir suplementos de ácidos grasos omega-3, que podrían ser producidos por cepas de levadura de Blenner.
Aunque otros grupos de investigación también están utilizando levadura en sus estudios, no están tomando el mismo enfoque. Por ejemplo, un equipo de DuPont ya está usando levadura para producir ácidos grasos omega-3 para la acuicultura, pero su levadura se alimenta de azúcar refinada en lugar de productos de desecho, dice Blenner. Mientras tanto, otros dos equipos están construyendo levaduras para fabricar poliésteres. Sin embargo, a diferencia de nuestro grupo, no están diseñando los organismos para optimizar el tipo de poliéster producido, concluye.
Cualquiera que sea su enfoque, estos investigadores están aumentado al total del conocimiento sobre Y. lipolytica, que ha sido estudiado mucho menos que, por ejemplo, la levadura utilizada en la producción de cerveza. "Estamos aprendiendo que Y. lipolytica es bastante diferente de otras levaduras en su naturaleza genética y bioquímica", finaliza Blenner. "Cada nuevo organismo tiene una cierta cantidad de peculiaridad que usted tiene que enfocarse y entenderla mejor."
Fuente: American Chemical Society (ACS)
