Imagine que se dirige a Marte y pierde una herramienta crucial durante una caminata espacial. No se preocupe, simplemente volverá a ingresar a su nave espacial y usará algunos microorganismos para convertir su orina y dióxido de carbono CO exhalado 2 en productos químicos para hacer uno nuevo.Ese es uno de los objetivos finales de los científicos que están desarrollando formas de hacer viables los viajes espaciales largos.
Los investigadores presentan sus resultados hoy en la 254ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society ACS.
Los astronautas no pueden llevar muchas piezas de repuesto al espacio porque cada onza adicional aumenta el costo del combustible necesario para escapar de la gravedad de la Tierra. "Si los astronautas van a hacer viajes que abarcan varios años, necesitaremos encontrar unforma de reutilizar y reciclar todo lo que traen con ellos ", dice Mark A. Blenner, Ph.D." La economía del átomo se volverá realmente importante ".
La solución radica en parte en los astronautas mismos, quienes constantemente generarán desechos al respirar, comer y usar materiales. A diferencia de sus amigos en la Tierra, dice Blenner, estos navegantes no querrán tirar las moléculas de desechos. Así que él ysu equipo está estudiando cómo reutilizar estas moléculas y convertirlas en productos que los astronautas necesitan, como poliésteres y nutrientes.
Algunos nutrientes esenciales, como los ácidos grasos omega-3, tienen una vida útil de solo un par de años, dice Blenner, que está en la Universidad de Clemson. Tendrán que prepararse en el camino, comenzando unos años después del lanzamiento, o en el destino. "Tener un sistema biológico que los astronautas puedan despertar de un estado latente para comenzar a producir lo que necesitan, cuando lo necesitan, es la motivación de nuestro proyecto", dice.
El sistema biológico de Blenner incluye una variedad de cepas de levadura Yarrowia lipolytica . Estos organismos requieren nitrógeno y 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 CO 2 que podría provenir del aliento exhalado de los astronautas o de la atmósfera marciana. Pero para usar CO 2 , la levadura requiere un intermediario para "fijar" el carbono en una forma que puedan 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 vincularlos para hacer polímeros de poliéster. Estos polímeros podrían usarse en un 3-D impresora para generar nuevas piezas de plástico. El equipo de Blenner continúa diseñando esta cepa de levadura para producir una variedad de monómeros que se pueden polimerizar en diferentes tipos de poliésteres con una gama de propiedades.
Por ahora, las cepas de levadura modificadas pueden producir solo pequeñas cantidades de poliésteres o nutrientes, pero los científicos están trabajando para aumentar la producción. También están estudiando aplicaciones aquí en la Tierra, en piscicultura y nutrición humana. Por ejemplo, pecescriados a través de la acuicultura deben recibir suplementos de ácidos grasos omega-3, que podrían ser producidos por las cepas de levadura de Blenner.
Aunque otros grupos de investigación también están poniendo a trabajar la levadura, no están adoptando 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 refinadaen lugar de productos de desecho, dice Blenner. Mientras tanto, otros dos equipos están diseñando levadura para hacer poliésteres. Sin embargo, a diferencia del grupo de Blenner, no están diseñando los organismos para optimizar el tipo de poliéster producido, dice.
Cualquiera sea su enfoque, estos investigadores están agregando al cuerpo de conocimiento sobre Y. Lipolytica que se ha estudiado mucho menos que, por ejemplo, la levadura utilizada en la producción de cerveza. "Estamos aprendiendo eso Y. Lipolytica es bastante diferente a otras levaduras en su naturaleza genética y bioquímica ", dice Blenner." Cada organismo nuevo tiene cierta cantidad de peculiaridad en la que debe concentrarse y comprender mejor ".
Video: http://www.youtube.com/watch?v=w6x54zYuqXk&feature=youtu.be
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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