Bilim adamı ‘mikropsuz’ Mars örneklerini sağlamayı hedefliyor

Mars 2020 Azim Gezgini, NASA’nın Mars’ın geçmiş yaşanabilirliğini keşfetme arayışını ilerletecek eski mikrobiyal yaşam belirtileri aramak için örnekler topluyor. Numuneler, NASA ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından planlanan Mars Sample Return kampanyasının bir parçası olarak 2031’den önce Dünya’ya dönecek şekilde ayarlandı. Gezici uzaya gitmeden önce, NASA ve mühendisleri, Dünya’nın mikroplarının Mars’ı kirletmesini önlemek için çok çalıştı. Şimdi, gezici tarafından toplanan örnekler Dünya’ya dönmeden önce, Florida Atlantik Üniversitesi, NASA’nın Mars malzemesini sterilize etmek ve biyosferimizi korumak için protokoller tasarlamasına yardımcı oluyor.

FAU’nun İnsan Sağlığı ve Hastalık Müdahale Enstitüsü’nün (I-HEALTH) yönetici direktörü ve Charles E. Schmidt Bilim Koleji Kimya ve Biyokimya Bölümü’nde profesör olan Gregg Fields, Ph.D. Bilim adamları ekibi, çoklu koruma katmanlarına sahip bir gemide Mars örneklerinin “mikropsuz” bir dönüşünü sağlamak için. Numune kabı, Mars yörüngesine fırlatılacak, bir uzay aracı tarafından toplanacak ve onu kapalı bir kap içinde paketleyecek, mührü sterilize edecek ve daha sonra bu kabı başka bir kapalı kap içinde paketleyecektir.

Kimya ve biyokimya alanında önde gelen bir uzman olan Fields, California merkezli NASA Jet Propulsion Laboratory, Utah merkezli Nelson Laboratories ve New Jersey merkezli Johnson & Johnson’dan araştırmacılarla ısı sterilizasyonu adımı üzerinde çalışmaya davet edildi. Araştırma grubu, yalnızca ısıya dirençli bakterileri değil, aynı zamanda Dünya’da bulaşıcı ajanlar olarak hareket edebilen bireysel proteinleri de (örneğin Sığır Süngerimsi Ensefalopatisi veya Deli Dana Hastalığı) ele almaktadır. Bu biyomoleküller, bilinen en basit, en dayanıklı bulaşıcı ajanların temsilcileri olarak test edilmek üzere seçildi. Fields, Jüpiter’deki FAU’nun John D. MacArthur Kampüsündeki laboratuvarından protein bazlı hedeflerin bozulmasını değerlendirmek için ücretsiz teknolojiler sağlıyor.

Fields, “Planımız, numuneler Dünya’ya döndüğünde, Mars gezicisinden gelen potansiyel olarak tehlikeli malzemelerin ya tamamen muhafaza edilmesini ya da sterilize edilmesini sağlamaktır” dedi. “Ayrıca, gezici tarafından elde edilen örneklerin, Dünya’ya döndüğünde ultra temiz bir ortamda tutulması zorunludur. Bu şekilde, bilim adamları, antik yaşamın herhangi bir potansiyel keşfinin aslında kırmızı gezegenden kaynaklandığını bileceklerdir. ”

Araba büyüklüğündeki gezici, gezegenin kuzey yarım küresinde bulunan 28 mil genişliğindeki bir havza olan Jerezo Krateri’ne indi. Uzmanlar, yaklaşık 3.5 milyar yıl önce, Kaliforniya ve Nevada sınırını aşan Tahoe Gölü büyüklüğünde bir su kütlesine bir nehrin aktığına inanıyor. NASA’ya göre, antik nehir organik molekülleri toplayıp korumuş olabileceğinden, burası mikrobiyal yaşam belirtileri aramak için en iyi yerlerden biri.

Gezici keşif yaparken, 30 adede kadar iade edilebilecek kayalık malzeme örnekleri toplayacak. M2020 gezgini yedi enstrüman, 25 kamera (en derin uzay araştırmalarında şimdiye kadarki en büyük kamera) ve hatta havadan görüntü almak için doku kutusu boyutunda bir helikopterle donatılmıştır. Gezici, kayaları delmek ve bir kurşun kalemden biraz daha kalın olan örnekleri toplamak için döner darbeli bir matkap ve içi boş karot ucu kullanır. Bu örnekleme sistemi, gezicinin 7 fit uzunluğundaki robot kolunun ucunda bulunur. Bu son teknoloji araçlar, Mars jeolojisi, çevresel koşullar, atmosfer ve geçmiş veya şimdiki yaşam için kanıt olarak kullanılabilecek olası biyolojik imzalar hakkında bilgi topluyor.

Fields, “Düşündüğümüz çoğu protein açıkça vücudumuzda çok faydalıdır. Bununla birlikte, Alzheimer ve Parkinson hastalıkları gibi hastalıklara katkıda bulunan patolojik bir şekilde davrandığı belirtilen çok spesifik proteinler vardır” dedi.

Kapsamlı plan, numune tüplerini Dünya’ya geri dönecek çok katmanlı kap içinde ısıtarak ve yalıtarak potansiyel olarak tehlikeli biyoaktif parçacıkları etkisiz hale getirmek veya kapsüllemek olacaktır. Ancak, işin yapılması için ideal sıcaklık ve süre hala belirlenmektedir. Bunu anlamak için ortak laboratuvarlar, Fields’e sığır serum albümini adı verilen yaygın bir proteinin yanı sıra model prion proteininin ısıl işlem görmüş örneklerini gönderir.

Ekip, proteinin neredeyse tamamen parçalanmasını hedefliyor – onu etkisiz hale getirmek için fazlasıyla yeterli. Fields laboratuvarı, protein örneğinin ne kadarının bozulduğuna bakmak için kütle spektrometrisi ve sıvı kromatografisi gibi analitik tekniklerin bir kombinasyonunu kullanır. Şimdiye kadar 350 ve 450 santigrat derece (662 ve 842 derece Fahrenhayt) sıcaklıkta işlenen proteini test etti.

Fields, “Sığır serum albümini 350 derecede test ettik, bu da proteini parçalamak için oldukça iyi bir iş çıkarıyor, ancak onu tamamen parçalamıyor” dedi. “400 veya 500 derecelik daha yüksek sıcaklıklar, proteinleri proteinlerin yapı taşları olan amino asit bileşenlerine parçalamak için muhtemelen daha iyidir.”

Örnekler 2031’den önce Dünya’ya dönmeyeceklerinden Fields’in laboratuvarında deney yapmaya devam edecek zamanı var.

Fields, “Mars’ta tehlikeli mikroorganizmalar ve proteinler olduğunu düşünmüyorum, ancak yine de buna karşı hazırlanmalı ve korumalıyız” dedi.