viernes, 17 de febrero de 2012

SOLID: detección de signos de vida en este y en otros mundos.



Hace unos meses se formó un pequeño revuelo con una entrada de este blog titulada “De por qué Curiosity no encontrará vida”. En ella argumentábamos que no la encontrará, simplemente, porque Curiosity no está diseñado para ello: este rover analizará el ambiente y su potencialidad para albergar vida ahora y en el pasado. Ahondando en este tema, en la charla que dimos en las ya famosas jornadas #MurciaDivulga, titulada “Hay o no hay metano en Marte?” [video , información] nuestra tesis fundamental fue que el problema no es que haya vida o no, el problema real es detectarla, ya que requiere de un método analítico muy específico, o de una enorme dosis de suerte.

¿Qué aspecto tendría un dispositivo para detectar vida, entonces? ¿En qué se basaría?

Para dar una posible respuesta a estas preguntas antes hemos de responder otra: ¿Qué queremos decir con un método analítico específico? Para encontrar algo debemos saber qué queremos buscar. Si yo quiero encontrar un microorganismo debo tener una idea de cual es su bioquímica. Si sé su bioquímica, sé dé qué está hecho y cual es su metabolismo y puedo desarrollar un procedimiento de manipulación de una muestra con la adición de tinciones, reactivos, variaciones de temperatura, tiempos de incubación, medios nutritivos, etc., que dé como resultado una señal inequívoca de presencia o ausencia y, en el mejor de los casos, una cuantificación de esa presencia. Si esto no es posible por cualquier motivo pero conozco su bioquímica, siempre me queda la alternativa de desarrollar métodos de detección de los productos de su metabolismo (las sustancias que excreta, como el metano) bien directamente o por su efecto en el entorno, o bien restos moleculares en general (cadáveres).

Todo esto está muy bien pero queda un poco teórico. ¿Qué se está haciendo en la práctica? Uno de los equipos más avanzados en este sentido, que está cosechando resultados espectaculares, se llama SOLID  y lo ha diseñado el Centro de Astrobiología - INTA - CSIC (España). Uno de los autores del proyecto es Víctor Parro que explica así su funcionamiento:

Multitud de biomoléculas constituyen los productos y subproductos que los microorganismos dejan en el entorno donde se desarrollan, algunas de ellas se deterioran y desaparecen con el tiempo y otras se transforman por diagénesis y se mantienen durante millones de años. La alta especificidad y sensibilidad de los anticuerpos han propiciado el desarrollo de inmunosensores desde hace varios años para la detección desde moléculas pequeñas como pesticidas, plaguicidas, etc, a microorganismos enteros. La tecnología de biochips o microarrays de anticuerpos permite ensayar simultáneamente la presencia de cientos de moléculas y células de muy diferente complejidad estructural con un mínimo preprocesado de las muestras.
El Centro de Astrobiología comenzó hace varios años el desarrollo de un instrumento (denominado SOLID, por “Signs of LIfe Detector”) para exploración planetaria basado en el concepto de microarrays. El modelo de campo (SOLID2) cuyo funcionamiento ha sido probado con éxito en varias campañas, en especial la realizada en río Tinto por el CAB y NASA en el marco del proyecto MARTE, está dotado de un  biosensor en formato microarray (LDCHIP200) con más de 200 anticuerpos diferentes desarrollados en nuestro laboratorio, y es capaz de realizar desde el preprocesado de muestras sólidas hasta la detección de las señales positivas, y todo ello de forma remota. La versión SOLID3, más compacta y ligera, incorpora importantes mejoras respecto de SOLID2.[ Fuente ]


El SOLID con el LDCHIP300, con 300 anticuerpos, obtuvo un resultado espectacular cuando detectó un oasis microbiano a dos metros de profundidad en el desierto de Atacama uno de los más secos del mundo. Las bacterias y arqueas detectadas viven sin oxígeno y en completa oscuridad en un entorno de una salinidad extrema (halita y percloratos). Si hay vida en Marte es más que probable que no esté en la superficie. Más detalles pueden encontrarse aquí 

Pero el SOLID ha seguido evolucionando. Ahora su versión 3 se enfrenta al reto de las bajísimas temperaturas de la Antártida con el LDCHIP400, con 400 anticuerpos listos para detectar prácticamente cualquier metabolito basado en carbono que pueda existir en la isla Decepción:

La isla Decepción, en la Antártida, es una isla volcánica con una historia de erupciones reciente y que ofrece diferentes escenarios extremos para la proliferación de la vida. Desde ambientes permanentemente helados, como el permafrost y los glaciares, hasta fuentes y emanaciones termales, pasando por suelos cálidos en la interfase tierra-aire o tierra-nieve (o hielo), hacen de este enclave un lugar único para el estudio de la geomicrobiología asociada.

Si durante la campaña 2009-2010 se ensayó in situ el instrumento SOLID3 con muestras superficiales y del permafrost obtenidas mediante una perforación de cuatro metros de profundidad, en la nueva campaña 2011-12 se ha actualizado el biosensor y se va a explorar un ambiente geotérmico de la isla donde la temperatura oscila entre los 0 ºC y los 100 ºC en pocos centímetros de profundidad. Se tomarán muestras superficiales y del subsuelo (de uno a dos metros de profundidad), se determinará el perfil de biomarcadores con LDCHIP400 y SOLID3.0, y los resultados se confirmarán y se completarán en el laboratorio mediante diversos estudios de ecología molecular, enriquecimiento de cultivos, geoquímica y mineralogía. [Fuente]

El SOLID quedará así listo para explorar la vida basada en carbono de Marte o Europa, por ejemplo. El problema será entonces poder enviarlo allí: la idea original era el proyecto ExoMars, pero parece que de momento tendrá que esperar.

Esta entrada es una participación de Experientia docet en la VII Edición del Carnaval de la Tecnología organizada por Zemiorka.