Quando o cientista pesquisador do MIT, Christopher Carr, visitou uma praia de areia verde no Havaí aos 9 anos de idade, ele provavelmente não pensou que usaria os pequenos cristais de olivina sob seus pés para um dia procurar vida extraterrestre. Carr, agora o principal investigador científico do instrumento Search for Extraterrestrial Genomes (SETG) que está sendo desenvolvido em conjunto pelo Departamento da Terra, Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS) no MIT e no Hospital Geral de Massachusetts, trabalha para casar os mundos da biologia, geologia, e ciência planetária para ajudar a entender como a vida evoluiu no universo.

"Nossa história revelada pela ciência é uma história verdadeiramente incrível, "Carr diz." Você e eu fazemos parte de uma cadeia ininterrupta de 4 bilhões de anos de evolução. Eu quero saber mais sobre essa história. "

SETG foi inicialmente proposto pelo professor de genética da Harvard Medical School Gary Ruvkun, e desde 2005 é liderado por Maria Zuber, o E. A. Griswold Professor de Geofísica na EAPS e vice-presidente de pesquisa no MIT.

Como investigador do princípio científico da SETG, Carr, junto com uma grande equipe de cientistas e engenheiros, ajudou a desenvolver instrumentação que pode resistir à radiação e detectar DNA, um tipo de ácido nucléico que carrega informações genéticas na maioria dos organismos vivos, em ambientes de voos espaciais. Agora, Carr e seus colegas estão trabalhando para ajustar a instrumentação para funcionar no planeta vermelho. Fazer isso, a equipe precisava simular os tipos de solos considerados para preservar evidências de vida em Marte, e por isso, eles precisavam de um geólogo.

Angel Mojarro, um estudante de graduação em EAPS, estava pronto para a tarefa. Mojarro passou meses sintetizando solos marcianos que representavam diferentes regiões de Marte, conforme estabelecido pelos dados do rover marciano.

"Acontece que você pode comprar a maioria das rochas e minerais encontrados em Marte online, "Mojarro diz. Mas não todos.

Um dos componentes difíceis de encontrar dos solos era a olivina da praia que Carr tinha visitado quando criança:"Liguei para meus pais e disse:'Ei, você pode encontrar a areia olivina no porão e me enviar um pouco disso? '"

Depois de criar uma coleção de diferentes solos analógicos de Marte, Mojarro queria descobrir se SETG poderia extrair e detectar pequenas quantidades de DNA embutido nesses solos como faria em uma futura missão a Marte. Embora muitas tecnologias já existam na Terra para detectar e sequenciar DNA, reduzindo a instrumentação para caber em um rover, sobreviver ao transporte da Terra, e conduzir sequenciamento de alta fidelidade em um ambiente hostil de Marte é um desafio único. "Isso é um monte de etapas, não importa qual seja a tecnologia de sequenciamento agora, "Carr diz.

A instrumentação SETG evoluiu e melhorou desde o início do seu desenvolvimento em 2005, e, Atualmente, a equipe está trabalhando para integrar um novo método, chamado sequenciamento de nanopore, em seu trabalho. "No sequenciamento de nanopore, As fitas de DNA viajam através de buracos de tamanho nano, e a sequência de bases são detectadas por meio de mudanças em uma corrente iônica, "Mojarro diz.

Por si próprios, Os solos analógicos de Marte de Mojarro não continham micróbios, então, para testar e desenvolver sequenciamento de nanopore de DNA em solos análogos de Marte, Mojarro adicionou aos solos quantidades conhecidas de esporos da bactéria Bacillus subtilis. Sem ajuda humana em Marte, A instrumentação SETG precisaria ser capaz de coletar, purificar, e permitir que o DNA seja sequenciado, um processo que geralmente requer cerca de um micrograma de DNA na Terra, Mojarro diz.

Os resultados do grupo usando o novo método de sequenciamento e preparação, que foram relatados em Astrobiologia , ampliou os limites de detecção para a escala de partes por bilhão - o que significa que mesmo os menores traços de vida podem ser detectados e sequenciados pelo instrumento.

"Isso não se aplica apenas a Marte ... esses resultados têm implicações em outros campos, também, "Mojarro diz. Métodos semelhantes de sequenciamento de DNA na Terra têm sido usados ​​para ajudar a gerenciar e rastrear surtos de ebola e em pesquisas médicas. E, além disso, melhorias no SETG podem ter implicações importantes para a proteção planetária, que visa prevenir e minimizar a contaminação biológica de ambientes espaciais originada na Terra.

Mesmo com o novo limite de detecção para a instrumentação SETG, Mojarro foi capaz de diferenciar entre o DNA humano e o DNA do Bacillus. "Se detectarmos vida em outros planetas, "Mojarro diz, "Precisamos de uma técnica que possa distinguir os micróbios que pegam carona na Terra e na vida marciana."

Em sua publicação, Mojarro e Carr sugerem que esses desenvolvimentos podem preencher algumas das lacunas que faltam na história da vida na Terra. "Se há vida em Marte, há uma boa chance de estar relacionado a nós, "Carr diz, citando estudos anteriores que descrevem a troca planetária de materiais durante o período do Bombardeio Pesado Tardio (4,1 a 3,8 bilhões de anos atrás).

Se SETG detectar e sequenciar DNA em Marte no futuro, Carr diz que os resultados podem "reescrever nossa própria noção de nossas próprias origens".

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.