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Microbios mutantes ponen a prueba la resistencia a la radiación

Artículo original escrito por Jeremy Hsu el 24 de marzo de 2011 y publicado en Astrobiology Magazine.

La joven Tierra carecía de una capa de ozono que actuase como escudo contra la radiación solar de alta energía, pero los microbios florecieron adaptándose o encontrando otras formas de protección de los altos niveles de radiación ultravioleta. Ahora los investigadores han empezado a poner a prueba microbios modernos para ver si pueden actuar como pioneros en las hostiles condiciones del espacio extraterrestre y otros entornos planetarios.

Uno de tales estudios del año pasado  observaron el Bacillus subtilis, una bacteria común del suelo que se ha convertido en un organismo modelo para experimentos que tienen el récord de supervivencia espacial tras pasar seis años en la nave Instalación para Exposición de Larga Duración de la NASA. El microbio común demostró ser capaz de evolucionar una resistencia a la radiación UV de hasta 3 veces más que su ancestro original, o un grupo no expuesto a UV, tras 700 generaciones viviendo y muriendo en un experimento de laboratorio en tierra.

Bacillus subtilis
Comparando los mutantes resistentes a la radiación con sus ancestros y el grupo no expuesto a UV, los investigadores casi pudieron estar totalmente seguros de que su adaptación a la UV no procedía de un ejemplar resistente a UV oculto entre la población original de bacterias.

“La relevancia es que un único organismo es activamente capaz de reaccionar y adaptarse a cambios en su entorno”, dice Marko Wassmann, investigador en biología de radiación en el Instituto de Medicina Aeroespacial del Centro Aeroespacial Alemán.

Esta adaptación a la radiación apunta a cómo algunos microbios podrían haber sobrevivido a un viaje hasta la Tierra a bordo de antiguos asteroides, de acuerdo con una teoría conocida como panspermia. De forma similar, la capacidad adaptativa indica cómo los microbios de la Tierra podrían ser capaces de colonizar entornos extraterrestres más hostiles tales como Marte, aunque incluso las bacterias más resistentes a la radiación se enfrentarían a otros retos si intentasen sobrevivir más allá de la Tierra. El experimento también demostró que B. subtilis fue capaz de adaptarse a niveles UV aún mayores que los encontrados en una Tierra primordial – lo que apunta a un potencial no revelado que aún yace en algunos organismos.

Escudos arriba

La supervivencia no significa que las bacterias no tengan límites. Los investigadores estimaron que las bacterias que sufrían “una exposición totalmente desnuda” sobrevivirían sólo dos minutos y medio en la superficie de la joven Tierra.

Por suerte para B. subtilis, el suelo que es su hogar debería proporcionar algo de protección bajo unas “circunstancias más naturales” de la Tierra. El hecho de que la bacteria pase la mayor parte de su vida en un estado de espora protectora también se añade a su línea temporal para supervivencia.

A la vez, los investigadores se aseguraron de que la aparente resistencia a la radiación en el experimento no procedía de ningún tipo de protección Confirmaron la carencia de protección observando las moléculas fotoproductoras de ADN que resultaron de la exposición UV tanto en las células evolucionadas como en sus ancestros para asegurarse de que eran las mismas.

La capacidad bacteriana para reparar el ADN dañado puede cambiar en términos de velocidad, pero la capacidad de reparación global se mantiene inalterada, de acuerdo con Wassmann. Él y sus colegas siguen analizando cualquier cambio en las rutas de reparación.

“El secuenciado completo del genoma de una cepa adaptada a UV no arrojó alteraciones en los genes que codifican enzimas implicadas en la reparación del daño causado por UV”, explica Wassmann.

Microbios en el espacio

Los microbios mutantes no han permanecido dormidos desde sus cambios adaptativos. Los investigadores enviaron a la resistente bacteria terrestre a la Estación Espacial Internacional para una prueba real de resistencia a la radiación en el experimento espacial ADAPT, el cual estaba montado sobre la plataforma EXPOSE-E del módulo Columbus de la estación espacial. Las muestras retornaron a la Tierra a finales de septiembre de 2009.

Las esporas bacterianas durmientes han sido expuestas tanto a condiciones marcianas simuladas como al espacio durante 18 meses. Eso significa que habían sobrevivido no sólo a la dosis incrementada de radiación, sino también a la exposición al vacío y la pérdida de agua.

“La hipótesis a poner a prueba experimentalmente en ADAPT era si una presión selectiva de larga duración por parte de la radiación UV da como resultado una mayor resistencia UV, así como una mayor resistencia a otros factores ambientales ‘extremos’ del espacio”, dice Wassman.

La evaluación de los resultados del experimento espacial ha estado en marcha desde inicios de 2010. Pero los experimentos terrestres que crearon los microbios mutantes ya han señalado unas mayores consideraciones tanto para el pasado como el futuro de la humanidad en el espacio.

“Si este organismo aislado es capaz de fundar una nueva población bien adaptada, tiene mucho más potencial para habitar nuevos biotopos”, comenta Wassman. “Y esto tiene un gran impacto en distintos campos incluyendo, pero no limitándose a, la teoría de la panspermia y los temas de protección planetaria”.

Dada la capacidad de incluso pequeños invertebrados conocidos como osos de agua de reparar su ADN tras la exposición a radiación, aún podrían esperar más sorpresas para los investigadores que estudian las bacterias.

El estudio se detalla en el ejemplar de julio/agosto de 2010 de la revista Astrobiology. Los investigadores del Centro Aeroespacial Alemán tienen haber muestras adicionales de B. subtilispara examinar desde la plataforma EXPOSE-R que retornaron a la Tierra a bordo de la lanzadera espacial Discovery el 9 de marzo de 2011.


Autor: Jeremy Hsu
Fecha Original: 24 de marzo de 2011
Enlace Original

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4 responses

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