Rumbakterier skal producere aftensmad til kommende marsmænd
Kan en ladning bakterier gøre drømmen om en Mars-koloni til virkelighed? Ja, mener et hold danske biologistuderende. I laboratoriet er de ved at udvikle særlige rum-superceller, der kan gøre livet på en fremmed planet en hel del nemmere - og billigere.
Astronaut på Mars

Astronauten her er måske på vej i kantinen efter den seneste nye bakterie-producerede menu? (Foto: Shutterstock)

Astronauten her er måske på vej i kantinen efter den seneste nye bakterie-producerede menu? (Foto: Shutterstock)

Forestil dig, at du skal bosætte dig på Mars, og kun må tage to ting med. Hvad vælger du?

Vand? Mad? Din yndlingsserie på dvd?

Et hold danske studerende fra Københavns Universitet vælger ingen af delene. De vil kolonisere Mars med en 3D-printer og... bakterier.

Mange bakterier.

Holdet har nemlig opfundet en metode til at få de små, encellede organismer til at ordne problem nr. 1 i rumfart - at det er dyrt at have meget udstyr med ombord på et rumskib. Bakterierne kan nemlig, hvis de bliver programmeret rigtigt, producere grundelementer til alt fra skruetrækkere til hamburgere. 

Metoden er endnu ikke helt flyvefærdig, men ideen er super god, lyder det fra professor Kai Finster fra Aarhus Universitet, som selv forsker i biologiske Mars-forhold.

»Sidder man 50 millioner kilometer væk fra Jorden, skal man gerne være helt sikker på, at det hele virker. Der er stadig utroligt mange faser at afprøve, inden det vil blive aktuelt, men de studerende er kommet et stykke ad vejen, og det er rigtig flot,« understreger han.

Koloni på Mars

Flere har igennem tiderne drømt om at rejse til Mars.

NASA har fortløbende planer, og den private organisation MarsOne har det ambitiøse mål at sende et hold mennesker til naboplaneten i 2023. Der har dog været problemer med financieringen af MarsOne, så det er usikkert, om det kommer til at ske.

Drømmen er at etablere en permanent 'miniby' og måske med tiden starte en stor koloni, så Mars bliver en alternativ adresse for dem, der har lyst - og råd.   

LÆS OGSÅ: 489 danskere vil flytte til Mars  

Print en rumskruetrækker

»Astronauternes bagage bliver lettere ved hjælp af vores bakterier«, fortæller Joachim Larsen.

Han er en af de forskerstuderende, der danner gruppen bag projektet, ‘CosmoCrops’, som tidligere på sommeren vandt en pris for rumcelle-projektet.

»Bakterierne kan genmodificeres til at fremstille en vigtig del af udstyret til en rumrejse og principielt gøre det muligt at lave bosættelser i rummet,« forklarer han.

»Forestil dig en hylde ombord på rumskibet eller i rumkolonien med mange forskellige typer bakterier, der hver er genmodificeret til at fremstille ting, som astronauterne kunne få brug for enten på en rumrejse eller på en bosættelse på en anden planet,« siger Joachim Larsen.

Han giver et eksempel:

»Står du og mangler en skruetrækker, så snupper du petriskålen med bakterier, der kan lave bioplast og sætter dem ind i den medbragte bioreaktor, hvor der gror sukkerproducerende cyanobakterier. Sukkeret fra cyanobakterierne bruges af bioplast-bakterierne, som efter noget tid har lavet bioplast til dig, som du kan hælde i din 3D-printer. Så har du din skruetrækker.«

LÆS OGSÅ: En tur til Mars koster astronauterne en del af hjernen

Bakterierne kan også lave mad

Men det stopper ikke der. Bakterierne vil i princippet kunne producere alt, fortæller Joachim Larsen.

»Så længe du kender syntesevejen, altså den kemiske opskrift, på det stof, du gerne vil have bakterierne til at producere, kan du i princippet få dem til at lave alt. De vil også kunne lave mad og medicin.«

Rumbakterier til VM

CosmoCrop-projektet er en del af det uofficielle VM i syntesebiologi, kaldet iGEM, som afholdes hvert år.

I juni vandt CosmoCrop prisen for Nordens Bedste projekt, og i oktober deltager de i finalen sammen med 300 andre hold i Boston.

CosmoCrop-gruppen består af studerende fra mange videnskabelige grene: nanoteknologi, fysik, datalogi, biokemi, molekylær biomedicin, matematik og bioteknologi.

Dog skal man ikke forvente, at bakterierne fremstiller en færdiglavet hamburger. De kan fremstille de forskellige kulhydrater, fedtsyrer og vitaminer, men ‘marsmændene’ må selv stå i køkkenet derefter.

Hvis der skulle opstå et nyt behov oppe på den røde planet, kan menneskene på Mars i princippet selv udvikle videre på cellerne, fortæller Joachim Larsen.   

»Man vil sandsynligvis have etableret sig med laboratorier deroppe, så det vil være forholdsvis simpelt at gensplejse nye bakteriestammer, eller eventuelt svampe, som i nogle tilfælde vil være mere egnede. Så vil astronauterne selv kunne producere deres egne råstoffer efter behov«.

LÆS OGSÅ: Er det uetisk at udstationere mennesker i rummet?

Sollys og CO2 bliver til en skruetrækker

‘Rumbakterierne’ er genmodificerede udgaver af en særlig type bakterie, cyanobakterien Synechococcus elongatus der udfører fotosyntese, samt en mere ‘almindelig’ bakterie ved navn Bacillus subtilis. 

De to bakterietyper skal arbejde sammen i en såkaldt co-kultur, hvor den ene er afhængig af den anden.

»Cyanobakterierne danner sukker ud fra sollys og CO2, som B. subtilis så kan optage og bruge til at producere, hvad vi nu sætter den til,« siger Joachim Larsen.

Processen vil i princippet kunne køre uendeligt. Det er netop derfor, det er genialt til rum-brug, hvor det er svært og dyrt at flyve hjem efter en ny, hvis du har glemt din skruetrækker. 

Processen kan også vise sig at revolutionere måden, vi producerer materiale på her på Jorden. Læs mere i boksen under artiklen.

LÆS OGSÅ: Er det realistisk at bosætte sig på Mars om 10 år?

Bakterierne bliver hærdede i Mars-lignende tilstande

Men hvordan kan bakterierne overleve i rummet?

Svaret er, at det kan de heller ikke endnu.

CosmoCrop-holdet er ved at hærde dem til rumfart ved hjælp af en mystisk maskine ved navn 'Mars-kammeret', som virkelig sætter bacillerne på hård kost, fortæller Joachim Larsen.

»Mars-kammeret er et specielt trykkammer, som kan efterligne forholdene i rummet. Her putter vi vores celler ind og udsætter dem for enten ekstremt lave temperaturer, lavt tryk eller høj UV-stråling, som alle er forhold man finder i rummet,« forklarer Joachim Larsen.

»Derefter ser vi på, om der er nogle, der overlever. Hvis der er, tager vi dem, arbejder videre med dem og udsætter dem for flere af forholdene på samme tid. Til sidst håber vi så at stå med en form for 'supercelle', der kan overleve i rummet.«

Cyanobakterier trykkammer

Cyanobakterierne i petriskålene har været i Mars-kammeret under lavt tryk. Den venstre skål var der længst, så her var der flest døde. (Foto: iGEM-gruppen)

Drømmescenariet for CosmoCrop-gruppen er ifølge Joachim Larsen, at man med sine celler og en 3D-printer under armen kan rejse til Mars og bosætte sig deroppe. Men nok ikke lige i morgen, medgiver han.

»Vi håber, at vi kan være færdige med en fungerende co-kultur inden oktober 2016, men det vil nok tage omkring halvandet år, før vi har en levedygtig rum-bakterie,« siger Joachim Larsen.

LÆS OGSÅ: Hubble-teleskopet fanger fantastisk nærbillede af Mars

‘Svagere lys på Mars er måske en udfordring’

Generelt mener Kai Finster, at CosmoCrop-holdets rumbakterieprojekt er virkelig veludført, men han påpeger et par udfordringer, der stadig skal løses.

»At bruge cyanobakterier som råstof og energi til næste trin af syntesen er godt tænkt. Udfordringen vil dog ligge i at få en tilpas hurtig produktion af stof ud af processen, og i at sikre sig, at man kan holde liv i cyanobakterierne. Lysintensiteten på Mars er jo lavere end her på Jorden, så der skal man tage højde for, om det er nok, eller om kunstigt lys er nødvendigt,« siger han.

LÆS OGSÅ: Hvor tæt er vi på at kunne kolonisere rummet?    

Og flere ting end bakterier og bioplast mangler at komme på plads, inden en Mars-koloni bliver til virkelighed, minder Kai Finster om.

»Der skal jo så mange ting på plads, inden det bliver en realitet. Hele logistikken bare med at flyve derop med de installationer, folk skulle bo i, er jo kæmpestor. Før det er på plads, bliver det ikke relevant at tage derop med de plast-producerende bakterier.«

Dermed ikke sagt, at bakterieprojektet ikke er relevant, pointerer hanr. Det mener han i allerhøjeste grad, at det er.

»Forskningen i både rumlogistik og rumbakterier er nødt til at foregå sideløbende,« siger Kai Finster.

»Hvad nytter det at have bygget de fineste raketter og husmoduler, hvis man ikke kan holde folk i live deroppe?« slutter han.

Bakteriemetoden bør også bruges på Jorden

Med en metode der kan producere alverdens ting blot vha. sollys og CO2, kan det virke sært, at forskerne udvikler den til brug i rummet i stedet for på Jorden, hvor der er mangel på den slags bæredygtige produktion.

Det har CosmoCrop-holdet taget højde for.  

»Rumforskningen betyder meget for livet på jorden - mange af de ting vi nu tager for givet i hverdagen, er udviklede i forbindelse med rumforskning. Fordi vores projekt er fuldt ud bæredygtigt, så det vil selvfølgelig også kunne bruges til at lave bioplastik, medicin osv. her på Jorden, hvor vi jo trods alt også har et overskud af CO2« siger Joachim Larsen.

Han og holdet er faktisk netop nu i gang med at få metoden til at virke i Jord-miljø, forklarer han.   

»Vi udvikler co-kulturen så den først virker her på jorden, og optimerer den sideløbende til at overleve og fungere i rummet. Men at få den til at fungere i Jord-miljø er første skridt.«

Store perspektiver i bakterier

Udnyttelse af bakterierne på Jorden er der store perspektiver i, medgiver Kai Finster, der er professor ved Institut for Bioscience - Mikrobiologi ved Aarhus Universitet.

»Vi skal jo reducere CO2-indholdet i atmosfæren her på Jorden og lære at bruge andre energikilder, så der er det system jo oplagt. Så hvis CosmoCrop-gruppen ender med at kunne få bakterierne til at udnytte Solen til at danne højværdiprodukter, så vil det have store perspektiver på Jorden,« vurderer han.

Mange forskerhold verden over arbejder netop nu på at udnytte netop cyanobakteriernes evne til at høste sollyset, fortæller han.

»Men jo flere folk, der arbejder på det, jo bedre,« tilføjer han.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.