Um pequeno pedaço do estado rural de Washington - e alguns de seus "habitantes" - decolou para o espaço do Centro Espacial Kennedy, na Flórida, na quinta-feira, 14 de julho.
Os habitantes são bactérias que vivem no solo em Prosser, Washington. Os cientistas estudarão o que as bactérias fazem em um ambiente de microgravidade para aprender mais sobre como as comunidades microbianas do solo funcionam no espaço. Essa é a informação que os cientistas precisam para cultivar alimentos no espaço ou em outro corpo celeste.

O experimento, financiado pela NASA, é chamado DynaMoS, ou Dinâmica de Microbiomas no Espaço. O estudo está sendo conduzido por pesquisadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia.

A comunidade microbiana do solo destinada à Estação Espacial Internacional é composta por oito espécies de bactérias que os cientistas do PNNL isolaram de um local de campo científico em Prosser, administrado pela Washington State University. Os micróbios estarão entre a carga útil da missão de reabastecimento SpaceX CRS-25 da NASA.

Cortes no espaço?

Os cientistas do PNNL estudarão como os micróbios se comportam no espaço em comparação com como eles se comportam na Terra. Por que algumas espécies florescem sob certas condições e lutam sob outras? Quem precisa de quais parceiros para prosperar e quem pode ser dispensável? Os micróbios trabalharão no espaço como na Terra, para nos ajudar a cultivar alimentos e ciclo de carbono e outros nutrientes?

"Ainda temos muito a aprender sobre como os microrganismos se comportam na Terra", disse Janet Jansson, cientista-chefe e pesquisadora de laboratório do PNNL e líder do DynaMoS. "Há ainda mais questões a serem abordadas se quisermos cultivar alimentos no espaço, por exemplo, na superfície lunar ou para uma missão de longa duração a Marte. Como os micróbios se comportam na microgravidade, por exemplo?"

Jansson, Ryan McClure e outros cientistas do PNNL passaram vários anos estudando como as comunidades de microrganismos se comportam no solo da Terra.

"As plantas precisam de micróbios benéficos do solo para ajudá-los a crescer. Os micróbios podem fornecer nutrientes e proteger as plantas da seca, de patógenos e de outros tipos de estresse", disse McClure. “Entender como os micróbios interagem enquanto o fazem é o primeiro passo para construir comunidades de micróbios que podem apoiar o crescimento de plantas em lugares como a Lua, Marte ou a estação espacial”.

Em casa, mesmo no espaço

O experimento se baseia em algumas das tecnologias mais sofisticadas disponíveis para estudar algo tão comum quanto o solo. Apenas uma xícara de solo normalmente contém milhares de espécies microbianas diferentes – muitas para entender de uma só vez. A partir de seus estudos em Prosser, a equipe do PNNL desenvolveu uma comunidade de interação natural de oito espécies que serão usadas para a missão espacial.

As bactérias crescerão em seu ambiente doméstico, solo coletado de Prosser. Poucos dias antes do lançamento, os cientistas inocularão o solo com as oito bactérias:Dyadobacter, Ensifer, Neorhizobium, Rhodococcus, Sinorhizobium, S Phingopyxis, Streptomyces e Variovorax.

O solo conterá quitina, um alimento microbiano comum encontrado no solo em todo o mundo. A capacidade de comer quitina, ou comer subprodutos emitidos por outras espécies à medida que decompõem a quitina, é fundamental para a sobrevivência da comunidade microbiana.

“O microbioma do solo nativo é muito complexo, com milhares de espécies e milhões de interações. comunidade.

O experimento incluirá 104 tubos de ensaio contendo o solo e os micróbios escolhidos. Metade será enviada para a estação espacial e metade crescerá em condições semelhantes – exceto gravidade e atmosfera – em um laboratório no Kennedy Space Center, na Flórida.

Cada tubo conterá 20 gramas de solo repleto de quitina e centenas de milhões de cada uma das oito bactérias. Os tubos serão amostrados em quatro momentos diferentes ao longo de 12 semanas. Em seguida, as amostras espaciais serão devolvidas ao Kennedy Space Center, e todas as amostras e micróbios serão conduzidos por caminhão refrigerado de Kennedy ao PNNL para análise intensiva.

De volta à terra firme

Os cientistas vão medir o número de cada espécie, bem como suas proteínas, outros mensageiros moleculares conhecidos como transcrições e subprodutos chamados metabólitos. As medições dirão quem é mais abundante, quem é raro e, mais importante, o que cada um está fazendo e como está interagindo. As medições serão feitas no EMSL, o Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais, uma instalação do usuário do Escritório de Ciências do DOE no PNNL.

"Precisamos entender quem joga bem com quem, quem nunca quer estar com quem e assim por diante. É preciso uma vila de micróbios para criar uma comunidade próspera e melhorar a produção agrícola. Isso vale para a produção agrícola em qualquer lugar, seja no espaço ou na Terra", disse Jansson, que faz parte de um painel de biólogos que participam do Decadal Survey on Biological and Physical Sciences Research in Space 2023-2032.

Grande parte do trabalho de base para a missão do solo foi estabelecido por meio de um estudo do microbioma do solo por cientistas do PNNL e que foi financiado pelo DOE.

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