Microbios en el espacio: JPL investigador explora la vida pequeña

El 11 de mayo, una cápsula sellada que contiene hongos y bacterias cayó del cielo y salpicado en el Océano Pacífico. Microbiólogo Kasthuri Venkateswaran apenas podía esperar a ver qué encontraba en su interior.

Kasthuri "Venkat" Venkateswaran, científico investigador senior en el JPL, centro, trabajos con el ingeniero Ryan Hendrickson, izquierda y pasante de Courtney Carlson, derecha.

Créditos: NASA/JPL-Caltech

En el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, Venkateswaran, que va por Venkat, estudios de vida microbiana, el mundo salvaje de organismos demasiado pequeños para poder ver con nuestros ojos. Entre sus muchos esfuerzos de investigación, Venkat tiene papeles protagónicos en dos experimentos microbianos que acaba de regresar de la Estación Espacial Internacional. Las bacterias y hongos que regresaron el mes pasado le ayudará a los investigadores estudiar cómo la microgravedad afecta organismos minúsculos que deliberadamente se trajeron de la Tierra, y qué tipos de microbios ya vivían junto a los astronautas.

El experimento de seguimiento microbiano-1 ha recogido muestras de hongos y bacterias de la Estación Espacial Internacional. Esta muestra de hongos fue recogida el 5 y 6 de mayo 2016.

Créditos: NASA/JPL-Caltech

Curiosidad de Venkat ha tomado su investigación de las profundidades del océano a la estación espacial y más allá. Su fascinación con la supervivencia de la vida en ambientes extremos ha llevado a una variedad de esfuerzos de investigación. En el JPL, se ha convertido en un experto en identificación de microbios y les impiden coger un paseo en la nave espacial. Al mismo tiempo, se descubrió y nombró 25 nuevos organismos, incluyendo 15 desde su incorporación a JPL.

"Me gusta nombrar cosas nuevas", Venkat dijo recientemente en su oficina encima de una colina en el JPL, cerca de la rover de Marte pruebas área. "Estos 39 años de mi investigación, un tema subyacente es la detección rápida de los microbios, y algunos de ellos nunca habían sido detectadas antes."

Primeros días de estudiar microbios

A finales de 1970, cuando Venkat estaba en escuela graduada, microbiología todavía no había beneficiado de avances tecnológicos que han revolucionado desde el campo. Pero el mundo de los diminutos organismos era fascinante Venkat, que pensaban que quería estudiar microbios de aguas profundas. Para su primer de dos doctorados, Venkat estudió cómo microbios ayudan a reciclar nutrientes en el agua de mar en la Universidad de Annamalai en su país nativo de la India. Esto condujo a un período de cinco años de inspeccionar la calidad del marisco exportado de la India a otros países.

Venkat entonces se interesó en la microbiología de alimentos. Obtuvo un segundo doctorado de la Universidad de Hiroshima en Japón en 1990 y trabajó en la industria en Japón alimentaria. Conocimientos de Venkat vinieron en la práctica para encontrar la bacteria e. coli que causan enfermedades transmitidas por los alimentos. Métodos de detección molecular de Venkat fueron capaces de procesar muestras de 10.000 en una semana.

"Estaba lo suficientemente afortunado para ver mi ciencia implementado inmediatamente", dijo Venkat. "Esto me dio gran satisfacción personal".

Esta foto muestra una placa de Petri con colonias de hongos en el experimento de seguimiento microbiano-1. La muestra fue recogida en la Estación Espacial Internacional el 15 de mayo de 2015.

Créditos: NASA/JPL-Caltech

Venkat entonces emigraron a un área diferente totalmente: aceite. Una empresa japonesa le contrató para ayudar con la limpieza del derrame de petróleo de Exxon Valdez. El derrame ocurrió en Prince William Sound, Alaska, en 1989, pero sus efectos duraron años. Venkat y colegas descubrieron que las bacterias marinas para introducir en el ecosistema, una variedad que sería inocuo para peces pero comería el aceite.

Una cápsula SpaceX Dragon se acerca a la Estación Espacial Internacional durante la misión de CRS-8 para entregar experimentos incluyendo dos investigaciones microbianas.

Créditos: NASA

Del océano al espacio

Un gran punto de inflexión en la carrera de Venkat fue en 1996, cuando aceptó una invitación para venir a los Estados Unidos para convertirse en un investigador de la Universidad de Wisconsin, Milwaukee. En enero de 1998, su asesor trasladó el laboratorio a JPL, y el personal trasladado con él. Fue entonces que el microbiólogo adoptó el apodo Venkat y dirigió su atención a la idea de la vida en otros planetas.

¿Qué tipos de microbios terrestres pueden sobrevivir en el espacio? Esta pregunta ha sido un conductor de la investigación de Venkat en JPL. Protección planetaria--asegurando que la NASA no contamine otros mundos--es importante para las misiones de planificación para el estudio de Marte y más allá.

Naves espaciales se construyen en "salas limpias", que, como su nombre indica, se supone que son libres de partículas como polvo. Estas partículas pueden transportar bacterias, que tiene implicaciones para naves espaciales construidos para buscar vida en otros planetas, de lo contrario, si un instrumento detecta bacterias, no sabemos si vino de la Tierra o en otros lugares. Pero porque la gente que construye naves espaciales, y llevan bichos invisibles en sus cuerpos, siendo capaz de detectar y controlar las bacterias es esencial en una situación de la habitación.

"Protección planetaria requiere las habilidades que tengo para desarrollar un sistema de tecnología microbiana rápida, para que pueda medir la contaminación microbiana asociada a una nave espacial," dijo Venkat.

Cuando Venkat comenzó a trabajar en el JPL, tomó tres días para determinar la limpieza de una nave espacial antes de que estaba autorizado a volar, que era un tiempo relativamente largo para esperar a un análisis de las bacterias. Equipo de Venkat trabajó en métodos para acelerar el proceso. Ahora, dentro de 30 minutos puede determinar cuántos microbios de ciertas clases estaban presentes, y dentro de ocho horas, puede distinguir entre las bacterias muertas y vivas.

Grupo de Venkat también ha detectado bacterias resistentes a la radiación que nunca habían sido vistas antes. Su trayectoria incluye hacer protección planetaria para lander Mars Express de la Agencia Europea del espacio, del orbiter de la NASA Mars Odyssey y Rovers de exploración de Marte de la NASA.

Estudio de vida en la Estación Espacial

Venkat también estudia la salud de los astronautas en el espacio. Este es un tema especialmente importante para los vuelos de larga duración, tales como viajes a Marte. La combinación de radiación y microgravedad puede disminuir la efectividad del sistema inmune y hacer que inofensivos microorganismos potencialmente dañinos, "doble de puntos," como dice Venkat.

El experimento de seguimiento microbiano-1, que es el investigador principal, Venkat es un esfuerzo en curso para estudiar Cuáles son las clases de microbios en la Estación Espacial, en el medio ambiente y en los cuerpos de los astronautas. Un octubre de 2015 estudio en la revista microbioma encuentran Corynebacterium, que puede causar infecciones respiratorias y Propionibacterium, que puede causar acné, en muestras provenientes de un filtro de aire y una bolsa de vacío de la estación espacial.

La carga más reciente es la tercera entrega del proyecto de seguimiento microbiano-1. Haber hecho encuestas de los tipos de microbios presentes en la estación, grupo de Venkat siguiente estudiará cómo nocivos los microbios podrían ser.

Pero algunos microbios son beneficiosos para la salud humana. En un experimento diferente recientemente en la Estación Espacial llamado Micro-10, Venkat y colegas han enviados hongos a la Estación Espacial para ver si producen nuevos compuestos que podrían utilizarse para fines médicos. Hay cierta evidencia de que debido a la tensión de la microgravedad, los hongos podrían dar lugar a nuevas sustancias que podrían tener aplicaciones para el tratamiento del cáncer. Seguimiento microbiano-1 y Micro-10 eran cargas gestionados por NASA Ames Research Center, Moffett Field, California, en el reciente vuelo de SpaceX-8 a la Estación Espacial en 08 de abril de 2016.

El trabajo no termina allí. En el siguiente vuelo de SpaceX en la estación, prevista para julio, grupo de Venkat envía ocho hongos diferentes. Estos hongos son especiales porque fueron aislados de la zona cerca de la central nuclear de Chernobyl, el lugar de un devastador accidente en Ucrania en 1986. Estos hongos únicos apareció después del accidente y crecieron hacia la fuente de radiación.

"Estamos enviando estos hongos a la Estación Espacial para ver si producen nuevos compuestos que podrían ser utilizados como moléculas de terapia de radiación", dijo Venkat.

Enseñando a la próxima generación

Además de investigar las bacterias, Venkat disfruta asesorando y colaborando con jóvenes investigadores.

"Los activos más importantes para mi carrera, para estar donde estoy ahora, son mis estudiantes y postdoctorados," él dijo.

Ha tenido más de 20 estudiosos postdoctorales, 75 estudiantes de verano y alrededor de 20 estudiantes de postgrado trabajando con él en el transcurso de su carrera en el JPL.

"El Dr. Venkat me mostró y otros miembros de nuestro grupo que trabajo en equipo y la colaboración son muy cruciales mientras hacía la investigación," dijo Aleksandra Checinska, becario postdoctoral en el JPL por Caltech en Pasadena, que dirige el JPL para la NASA. "Como un joven estudiante al principio de mi carrera, tengo el privilegio de trabajar con un científico de mente abierta a nuevas ideas y una pasión inextinguible por su trabajo."

Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA
818-354-6425
elizabeth.landau@jpl.nasa.gov
2016-141

Last Updated: June 3, 2016

Editor: Tony Greicius

Traducción: El quelonio Volador