La biologia sintetica per l’esplorazione spaziale

Biologia sintetica sembra uno strano ossimoro, il termine biologia si rifà alla vita naturale mentre il termine sintetico è espressione di produzione artificiale. Il nome a questa disciplina scientifica che affonda le origini negli anni Settanta del Ventesimo Secolo è frutto del pensiero del genetista polacco Waclaw Szybalski che con questa definizione ha inteso descrivere  la branca della biologia interessata a costruire sistemi biologici artificiali utilizzando conoscenze di biologia molecolare, biologia dei sistemi, biologia evoluzionistica e biotecnologie.

E tra le molte applicazioni e studi che investono svariati campi, la biologia sintetica è al centro di alcuni progetti, ancora in fase embrionale della NASA per l’esplorazione spaziale. L’Agenzia spaziale statunitense ha infatti investito ingenti somme nelle tecnologie per lo sviluppo del DNA riprogrammato, principalmente perché le cellule sono poco ingombranti e non pesano praticamente niente.

Sappiamo infatti che uno dei costi maggiori nel campo delle esplorazioni spaziali è quello relativo al peso. Secondo alcune stime portare nello spazio un solo chilogrammo di peso dalla Terra costerebbe non meno di 30.000 dollari per contrastare la gravità.

Se vogliamo nel prossimo futuro intraprendere missioni con equipaggio umano ad esempio verso Marte dovremo attrezzarci adeguatamente perché lo spazio è un luogo ostile per la vita, come si è sviluppata sul nostro pianeta. Un’astronave impegnata in un viaggio di andata e ritorno per Marte sarebbe bombardata da raggi cosmici e lampi solari nella misura equivalente a quelli assorbiti in un’intera esistenza di un essere umano sulla Terra. Gli astronauti soffrirebbero di sterilità e di cataratta oltre a vedere esponenzialmente aumentati i rischi di contrarre tutta una serie di tumori.

Il modo migliore per proteggersi da questo insidioso e letale bombardamento cosmico sarebbe quello di dotarsi di uno scudo metallico molto spesso e quindi con una grande massa, con conseguenti costi proibitivi in termini di energia e di denaro. E qui entra in ballo la biologia sintetica, alcuni ricercatori NASA, ad Ames in California stanno lavorando su batteri che secernano citochine quando vengono colpiti da radiazioni.

Le citochine sono la risposta naturale del corpo ai danni del DNA causati dalle radiazioni. Quindi riuscire a selezionare batteri con questa particolarità sarebbe una risposta molto più “leggera” ed efficiente al problema delle radiazioni cosmiche. Un’altra ragione che ha indotto la NASA ad investire ingenti risorse nella biologia sintetica e che una volta raggiunto un altro pianeta, ad esempio sempre Marte, i primi coloni avranno bisogno di ossigeno, cibo ed un riparo.

La BioBricks, una società molto attiva nel campo della biologia sintetica, ha creato dei componenti utilizzati dalla NASA con cellule in grado di produrre cibo, ossigeno ed addirittura….mattoni! Questi circuiti secernano cellule cementanti che se fatte sviluppare con una sabbia che simula la regolite di Marte formano dei mattoni. I materiali grezzi necessari sono una provetta di cellule, dell’acqua e della sabbia marziana.

E solo uno di questi tre ingredienti necessita di essere trasportato dalla Terra.Insomma siamo solo alle prime battute ma nei prossimi anni la biologia sintetica potrebbe costituire una delle migliori chance per una reale esplorazione dello spazio.