Cientista começa a desenvolver instrumento para encontrar bactérias extraterrestres

Um Guia Para A Detecção de Vida No Universo - Space Today TV Ep.1332 (Julho 2019).

Anonim

Um cientista da NASA quer criar um robô planetário que imite o que os biólogos fazem todos os dias em laboratórios terrestres: olhe através de microscópios para identificar visualmente a vida microbiana que vive em amostras.

Embora muito cedo em seu desenvolvimento tecnológico, o conceito levaria a NASA à caça de vida extraterrestre a um novo patamar, procurando por bactérias e archaea em amostras de solo e rochas. Até agora, os robôs da NASA têm ferramentas e instrumentos projetados para procurar por bioassinaturas ou sinais de vida que indicam habitabilidade, e não a própria vida, independentemente de quão primitiva.

"A vida existe em todos os lugares da Terra, mesmo em lugares incompatíveis com humanos", disse Melissa Floyd, cientista do Centro Goddard de Voos Espaciais da NASA em Greenbelt, Maryland, que está usando o programa de pesquisa e desenvolvimento interno de Goddard para automatizar subsistemas para um laboratório. breadboard chamado FISHBot. "Eu tive essa idéia, na verdade uma suposição importante da minha parte: e se a vida evoluísse em Marte da mesma maneira que aconteceu aqui na Terra? Certamente, Marte foi bombardeado com a mesma sopa de química que a Terra."

Não é uma suposição enorme a fazer, ela acrescentou. Nucleotídeos - as moléculas que formam ácido desoxirribonucléico e ácido ribonucléico - foram encontrados em cometas. Mais conhecidas como DNA e RNA, essas moléculas armazenam e transferem informações genéticas em nível celular em todos os organismos vivos da Terra.

Pesquise por bactérias e Archaea

Para encontrar vida em outro planeta, o instrumento robótico de Floyd se concentraria em identificar bactérias e archaea, membros de um grande grupo de microrganismos unicelulares que prosperam em diversos ambientes e são considerados os primeiros organismos a aparecer na Terra há cerca de 4 bilhões de anos. Na Terra, um grama de solo contém tipicamente cerca de 40 milhões de células bacterianas e um mililitro de água doce geralmente contém 1 milhão de células.

Seu conceito, que ela acredita que poderia ser usado como um robô autônomo ou um dos vários instrumentos em um rover, se baseia em uma técnica amplamente usada chamada hibridização fluorescente in situ - ou FISH - desenvolvida para detectar e localizar a presença ou ausência de RNA ou seqüências de DNA de fita simples em cromossomos. Essas estruturas parecidas com fios são encontradas nos núcleos da maioria das células vivas e carregam informações genéticas na forma de genes. Desde o seu desenvolvimento, o FISH tem sido utilizado para o aconselhamento genético, medicina e identificação de espécies.

Quando realizado em laboratório, FISH envolve, entre outras coisas, aplicar uma amostra a um slide, fixando as células para aumentar a permeabilidade da parede celular, adicionando uma "sonda" de nucleotídeo - uma seqüência curta de tipicamente 15 a 20 nucleotídeos, juntamente com uma fluorescente. tag para identificação mais rápida - e aquecimento da amostra. O slide é então colocado sob um microscópio. Quando a sonda de nucleotídeo se liga a um nucleotídeo similar na amostra, ela literalmente fluoresce ou brilha sob um microscópio de fluorescência, ajudando os pesquisadores a identificar o organismo.

"Estou tentando determinar se posso fazer a mesma coisa com um robô", disse Floyd, acrescentando que ela gostaria que o sistema carregasse até 10 sondas para identificar uma ampla gama de organismos unicelulares. "Se houver até fragmentos de sequências genéticas altamente conservadas que vemos em todos os cantos da Terra, o FISH será a ferramenta capaz de detectá-lo."

O desafio da automação

O desafio, segundo ela, é simplificar e automatizar o processo para que as amostras possam ser preparadas em lâminas individuais, aquecidas e giradas automaticamente para visualização em um microscópio, o que provavelmente teria que ser focalizado várias vezes para ver profundamente dentro da amostra. Com seu financiamento, o Floyd está desenvolvendo os subsistemas automatizados, incluindo um focalizador.

"A ideia aqui é substituir, com um sistema robótico, o que um cientista faz no laboratório", disse ela. "Eu poderia estar completamente errado" sobre a vida se enraizando em Marte ou outro corpo do sistema solar da mesma forma que na Terra. "Mas como sabemos? Nós nunca olhamos."

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