Un domaine connu sous le nom de biologie synthétique est devenu l'un des plus attendus en science. Ses résultats vont du riz doré, qui est génétiquement conçu pour fournir de la vitamine A, aux avancées provenant du projet du génome humain, qui a cartographié avec succès l'ensemble du génome humain. Des voix importantes en biotechnologie l'ont annoncé comme la prochaine vague de l'avenir de l'innovation.
La biologie synthétique est l'utilisation du génie génétique et d'autres progrès de la biotechnologie pour générer de nouveaux organismes ou manipuler ceux existants pour produire les effets que vous désirez. C'est ce que le biologiste britannique Jamie A. Davies appelle « la création de nouveaux systèmes de vie par conception ».
Ce qui est peut-être moins évident, c'est qu'il peut même être utile dans l'exploration spatiale. Nous pourrions éventuellement utiliser des microbes pour détoxifier Mars, ce qui permet aux humains de vivre un jour sur la planète rouge.
La biologie synthétique a déjà transformé de nombreuses lignes de percée technologique en biologie. Grâce à des technologies telles que le CRISPR CRISPR CRISPR CRISPR, l'édition de gènes, est maintenant bon marché, rapide et précise, tout comme le séquençage des gènes.
Tout cela signifie que la génomique peut être effectuée sur le terrain et même dans l'espace grâce à la nouvelle technologie, comme le Minion par Oxford Nanopore Technologies, qui a permis à l'astronaute de la NASA Kate Rubins de séquencer les génomes des micro-organismes de la station spatiale internationale avec un appareil portable.
La biologie structurale a également été révolutionnée par des percées dans la microscopie cryo-électron (nous permettant de voir de grandes molécules dans une solution), et plus récemment par le programme de pliage des protéines Nobel «Alphafold» par DeepMind de Google.
Nous pouvons maintenant connaître la structure et la séquence des organismes à vitesse et avec une précision énorme et à faible coût. En fin de compte, cela présente également l'occasion d'apporter des changements précis aux séquences et aux structures.
Cela a des implications importantes pour l'exploration spatiale, selon la Mars Society, la NASA et la Royal Society. Plus précisément, les progrès de la biologie synthétique ouvrent de nouvelles voies pour explorer et coloniser Mars.
Alors, comment pouvons-nous concevoir des micro-organismes pour rendre Mars habitable? Voici quelques possibilités.
Manger des radiations
Les microbes pourraient nous aider avec le rayonnement dommageable sur Mars. Nous savons qu'il existe des bactéries et d'autres organismes unicellulaires appelés Archaea vivant dans certains des endroits les plus hostiles de la Terre. Par exemple, Thermus aquaticus prospère à des températures extrêmement élevées et les psychrophiles vivent dans un froid extrême.
Le génome Tardigrade, par exemple, est une riche source d'informations, expliquant comment ces micro-organismes peuvent survivre dans le vide de l'espace. Les extrémophiles qui peuvent digérer les rayonnements et les toxicités sont déjà utilisés pour nettoyer tout, des déversements d'huile aux retombées des sites radioactifs.
Cela signifie que nous pourrions concevoir des microbes résistants aux températures de congélation et aux niveaux élevés de rayonnement. De tels micro-organismes synthétiques pourraient alors être utilisés sur Mars de différentes manières pour nous protéger et nos habitats de ces extrêmes – ou pour développer des cultures avec une résistance.
Par exemple, il est maintenant bien connu que le sol martien est plein de perchlorates, qui sont toxiques pour les humains. La NASA a plusieurs idées sur la façon dont cela peut être traité, y compris la biologie synthétique.
Fixation des gaz atmosphériques
Il y a longtemps sur la terre ancienne, les cyanobactéries ont prospéré. Ils ont rempli une niche écologique qui a transformé l'atmosphère terrestre en l'enrichissant d'oxygène. Nous devons notre existence en grande partie à cette floraison fertile.
Pourraient-ils faire de même pour nous sur Mars? L'atmosphère sur la planète rouge est extrêmement mince et principalement faite de dioxyde de carbone. Les cyanobactéries auraient besoin de beaucoup d'aide, que nous pourrions fournir en biologie synthétique. Théoriquement, les micro-organismes pourraient être conçus pour survivre à l'environnement martien et à leur tour pomper l'oxygène et l'azote.
Réchauffer la surface
Les visions de terraformation de la planète rouge (la modifier pour la rendre habitable pour les humains) impliquent souvent de mettre des miroirs d'espace en orbite pour chauffer Mars et faire fondre sa glace. Cela entraînerait un effet de serre en fuite qui transformerait la planète en un état plus terrestre.
Mais la biologie synthétique pourrait (théoriquement) sauter cette étape, qui a été proposée pour prendre au moins 200 ans à la meilleure estimation. Il y a environ cinq ans, les scientifiques ont proposé l'ingénierie planétaire utilisant la biologie synthétique pour concevoir des microbes pour la transformation écologique.
Étant donné que les microbes ont contribué à rendre la Terre habitable, nous pourrions utiliser la biologie synthétique pour concevoir des microbes pour accélérer un processus similaire pour Mars. Trouver des organismes qui réduisent les gaz à effet de serre, éliminer la toxicité et expirer des substances utiles pourraient également éliminer les niveaux plus élevés de gaz à effet de serre sur Terre.
Se dans une nouvelle vie sur Mars
Nous ne sommes pas encore sûrs qu'il n'y a pas de vie sur Mars. La question de savoir à quel point il est éthique de concevoir une nouvelle vie, puis de la répandre à d'autres corps du système solaire à nos propres fins est profonde et complexe. Mais ces conversations doivent se produire.
Cependant, il semble certainement que la biologie synthétique peut être notre meilleur pari technologique pour devenir une espèce interplanétaire – et de nombreuses agences d'espace et de biotechnologie le prennent très au sérieux.
Selon des recherches récentes de l'Université Macquarie à Sydney, en Australie: « D'un point de vue holistique, l'approche ultime de biologie synthétique pour tirer le meilleur parti des aliments à base de plantes sur Mars serait de développer des cultures multi-biofortifiées avec des propriétés nutritionnelles améliorées et des traits de qualité améliorés (par exemple, une durée de conservation prolongée et une allégation nutritionnelle) ».
Parmi les technologies émergentes, il se peut que l'utilisation de la biologie synthétique améliore notre avenir plus que tout autre facteur – sur la terre et au-delà.
