Marte es un planeta duro e implacable. Cualquier vida que haya existido allí en el pasado, o que pueda existir hoy o en el futuro, debe sobrevivir a intensas presiones ambientales. Destacan dos amenazas principales. Una son las poderosas ondas de choque que se generan cuando un meteoro golpea la superficie del planeta. Otro es la presencia de perclorato en el suelo. Son sales altamente reactivas que pueden alterar procesos biológicos esenciales al interferir con estructuras moleculares como los enlaces de hidrógeno y las interacciones hidrofóbicas, las cuales son importantes para mantener la estabilidad de las proteínas y otros componentes celulares.
Para comprender mejor si la vida puede resistir tales condiciones, los científicos están recurriendo a organismos más simples en la Tierra.
Por qué los científicos estudian la levadura para comprender la supervivencia
En un estudio reciente, Purushartha I. Rajyaguru y sus colegas utilizaron Saccharomyces cerevisiae, un tipo de levadura comúnmente utilizada en la investigación, para explorar cómo Marte podría responder al estrés. Este organismo ha sido ampliamente estudiado porque comparte muchas características biológicas básicas con formas de vida más complejas, incluidos los humanos. También se envió al espacio en experimentos anteriores, lo que lo convierte en un modelo útil para estudiar la supervivencia más allá de la Tierra.
Cuando las células experimentan estrés, ya sea por factores ambientales extremos o por exposición química, activan respuestas protectoras. Una reacción importante implica la formación de condensados de ribonucleoproteína (RNP). Son estructuras temporales formadas por ARN y proteínas que ayudan a proteger el material genético y regular cómo responden las células al estrés. Cuando la condición mejora, estas estructuras se descomponen y se reanuda la actividad celular normal.
Los dos tipos principales de condensado RNP son los gránulos de tensión y los cuerpos P. Ambos desempeñan un papel en la dirección del ARN, que lleva instrucciones para producir proteínas.
Simulación de ondas de choque marcianas y suelo tóxico
Para recrear las condiciones marcianas en el laboratorio, los investigadores utilizaron un dispositivo especial llamado Tubo de Choque de Alta Intensidad para Astroquímica (HISTA) ubicado en el Laboratorio de Investigación Física en Ahmedabad, India. Esta configuración les permite generar ondas de choque similares a las producidas por los impactos de meteoritos en Marte.
El equipo expuso células de levadura a ondas de choque que alcanzaron 5,6 veces la velocidad del sonido. Probaron el efecto del perclorato utilizando sal de sodio 100 mM (NaClO4) de perclorato, que es comparable a lo que se ha medido en suelo marciano.
Supervivencia de la levadura bajo estrés extremo
A pesar de estas terribles condiciones, las células de levadura pudieron sobrevivir. Su crecimiento se ralentiza, pero sobreviven a las ondas de choque, al perclorato e incluso a una combinación de ambos factores estresantes.
En respuesta a estos desafíos, las levaduras activan sus mecanismos de defensa. La tensión de las ondas de choque desencadena la formación tanto de gránulos como de cuerpos P, mientras que el perclorato solo conduce a la formación de cuerpos P. Esto sugiere que diferentes tipos de estrés pueden activar respuestas celulares ligeramente diferentes.
Es importante destacar que las células de levadura que fueron alteradas genéticamente para que no pudieran formar estos condensados de RNP lucharon por sobrevivir en las mismas condiciones. Esto pone de relieve la importancia de estas estructuras protectoras para resistir entornos extremos.
¿Qué sucede dentro de las células en condiciones similares a las de Marte?
Para profundizar más, los investigadores examinaron el transcriptoma de la levadura, el conjunto completo de moléculas de ARN producidas por la célula. Este análisis reveló que transcripciones de ARN específicas se vieron alteradas por condiciones similares a las de Marte, lo que demuestra cuán profundamente estas tensiones afectan la función celular.
Sin embargo, la capacidad de formar condensados de RNP ayuda a estabilizar procesos clave y mejorar la supervivencia.
Qué significa esto para la vida más allá de la Tierra
Estos hallazgos sugieren que las formas de vida comunes pueden ser más resistentes de lo que se pensaba anteriormente. El estudio destaca la importancia de la levadura como organismo modelo y señala la condensación de RNP como un importante mecanismo de supervivencia.
Al comprender cómo responden las células a condiciones extremas como las de Marte, los científicos pueden evaluar mejor el potencial de que exista vida más allá de la Tierra.
