Синтетические биологи готовятся найти ДНК на Марсе

Сразу два крупных института анонсировали свои проекты по поиску ДНК прямо в образцах почвы Марса. Таким образом учёные хотят получить неоспоримые доказательства существования жизни на других планетах.

Первым о своём намерении на конференции Wired Health Conference рассказал Крейг Вентер, известный исследователь, занимающийся созданием искусственных форм жизни. Разработкой проекта его институт (JCVI) и его компания Sythentic Genomics. Учёные планируют отослать на Красную планету аппарат, который сможет выявить чужой генетический материал в образцах почвы.

По словам Вентера, его коллеги уже испытывают прототип устройства в условиях, приближённых к марсианским, в пустыне Мохаве. Их цель - доказать, что аппарат может изолировать почвенные микробы, расшифровывать их ДНК и передавать полученную информацию удалённому компьютеру. Выполнение именно этих задач требуется от устройства, которое может быть использовано в ходе новой марсианской миссии.

Хитер Ковальская (Heather Kowalski), пресс-атташе и по совместительству супруга Вентера, подтвердила ресурсу Technology Review, что прототип системы существует, но "пока не на все 100% автономен".

Второе сообщение такого рода поступило от Джонатана Ротберга (Jonathan Rothberg), основателя известной компании Ion Torrent, которая создаёт аппараты для быстрой расшифровки ДНК. Их "персональная машина для секвенирования генома" (Personal Genome Machine) вполне может быть переделана для похожих марсианских экспериментов.

Создатели хотят сделать свой 30-килограммовый прибор 3-килограммовым для размещения на марсианском ровере следующего поколения и подготовить его для работы в непростых условиях Красной планеты. Эта разработка ведётся в рамках совместного проекта SET-G (расшифровывается как "поиск внеземных геномов"), в котором участвуют учёные из Гарварда (Harvard University), Массачусетского технологического института (MIT) и NASA.

Инженеры уже провели часть тестов, например, выяснили, насколько прибор выдерживает радиацию, воздействию которой он будет подвергаться в ходе полёта на Марс.

Впрочем, пока ни у одной из компаний нет готового плана по отправке таких аппаратов на Марс. NASA запустит следующий ровер к Красной планете не раньше 2018 года, и далеко не факт, что учёным разрешат поместить на его борт свои машины. Слишком уж строгие требования к научному оборудованию у американских специалистов.

Как бы то ни было, отправить на Марс аппарат, который бы анализировал почву на предмет наличия внеземной жизни - пожалуй, лучший способ получить ответ на вопрос "Есть ли жизнь на Марсе?".

"Там будут формы жизни с ДНК", - уверенно прогнозирует Крейг Вентер.

Получается, что мы стоим на пороге настоящей гонки за поиск внеземного генома, пишет Technology Review. Однако тут же отмечает, что обе компании отрицают какие-либо попытки обогнать возможных конкурентов.

"Вентер пока ни на шаг не ближе к осуществлению задуманного чем кто-либо другой", - считает Джордж Чёрч (George Church) из Гарварда, член команды проекта SET-G.

Многие исследователи хотели бы, чтобы NASA в ходе одной из своих миссий переправило образцы марсианского грунта на Землю, но, как мы уже сказали, анализировать камни и "почву" на месте на предмет наличия внеземной ДНК гораздо проще.

"Причина - вероятное загрязнение образцов при переправке их на Землю. Никто вам не поверит", - говорит Тесси Канавариоти (Tessi Kanavarioti), химик, которая участвовала в теоретических работах, касающихся марсианской биологии, и изучавший образцы лунного грунта, доставленные на нашу планету в 70-х годах прошлого века.

Действительно, чувствительность чипов для расшифровки ДНК так велика, что единичный земной микроб может угробить результаты всей (скорее всего, многомиллионной) миссии.

Правда, искать следы жизни на самой Красной планете будет непросто. Ведь робот должен будет самостоятельно собрать образцы грунта и автоматически подготовить образцы к анализу (поэтому разработчики и добиваются автономности от своих аппаратов).

Кроме того, устройство расшифровки должно работать в непривычных для себя условиях низких температур, почти отсутствующей атмосферы, состоящей по большей части из углекислого газа.

И, наконец, самая главная загвоздка - никто не ожидает, что "генетический код" марсианских микроорганизмов близок земным образцам. ДНК местных форм жизни может быть построена совершенно из других "кирпичиков".

"Этот план сработает, только если мы будем иметь дело со структурами, близкими земным. Маловероятно, что ДНК нашей планеты единственная во Вселенной способна поддерживать процесс дарвиновской эволюции", - считает Стивен Беннер (Steven Benner), президент Фонда прикладной молекулярной эволюции (FfAME).

И всё-таки подобная находка могла бы стать сенсационной и продвинуть науку далеко вперёд. Учёным стало бы понятно, развивалась ли жизнь на Земле и на Марсе по похожему сценарию или могла быть перенесена с одной планеты на другую. (В ходе столкновений, происходивших четыре миллиарда лет назад, эти два космических тела обменялись примерно миллиардом тонн материала.)

На сегодняшний день поиск жизни на Красной планете ограничивается по большей части поиском следов присутствия воды, а также косвенных свидетельств существования возможных древних форм жизни.

Если же отправлять аппарат для расшифровки ДНК на Марс, необходимо помнить, что основа известной нам жизни не сохраняется дольше 6,3 миллиона лет. А это означает, что разработчики должны верить в существование на Красной планете живых микроорганизмов.

Однако условия на планете таковы, что микробы могут выжить там только на большой глубине (метр и более). У поверхности радиация нещадно сжигает всё живое. Глубинные слои могли бы стать настоящим прибежищем жизни, ведь на Земле микробов находят даже на расстоянии нескольких километров от поверхности. Другой вопрос, что разрабатываемые Вентером и Ротбергом аппараты не смогут докопаться до больших глубин.

В общем, сложностей много, но, с другой стороны, обнаружение чужой ДНК стало бы неоспоримым доказательством существования внеземной жизни. Тут, правда, стоит отметить, что учёные могут обнаружить на Марсе следы жизни, похожей на земную. Тогда это будет означать, что планеты могли попросту обменяться микроорганизмами и генетической информацией (памятуя о древнем обмене материалом).