En opinión del becario postdoctoral Max Schubert, la solución del cambio climático requiere dos tipos de personas:

las que sueñan en grande y las que hacen realidad los sueños.

Algunos soñadores, incluido el jefe de laboratorio de Schubert, George Church, el profesor de genética Robert Winthrop en el Instituto Blavatnik de la Facultad de Medicina de Harvard y un miembro del cuerpo docente fundador del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica, prevén reducir el calentamiento global al sobrealimentar genéticamente una bacteria oceánica.  Capacidad natural para extraer dióxido de carbono de la atmósfera.

Como un hacedor que se describe a sí mismo, Schubert se ha acercado al banco para comenzar a descubrir cómo eso es posible.

Harvard La otra selva tropical de la Tierra

Harvard La otra selva tropical de la Tierra1

Se centra en las cianobacterias Synechococcus : un antiguo tipo de fitoplancton azul verdoso que prospera en la superficie de las aguas de todo el mundo.

Al igual que las plantas que dieron origen, las cianobacterias transforman la luz solar en energía. La energía les permite crecer. El cultivo requiere carbono, que las cianobacterias obtienen al absorber y descomponer el dióxido de carbono que las rodea.

Tal como está ahora, las cianobacterias eliminan tanto dióxido de carbono de la circulación global que Schubert las ha oído llamar “la otra selva tropical de la Tierra”.

Pero los científicos en el laboratorio de la Iglesia y más allá se preguntan si pueden hacerlo mejor.

“La mitad del carbono secuestrado en la Tierra a través de la fotosíntesis se almacena en los océanos, y la mayor parte de eso lo hace este género de cianobacterias”, dijo Schubert. “Así que los Synechococci ya realizan la fotosíntesis y secuestran carbono muy bien”.

“La pregunta”, dijo, “es si podemos crear herramientas genéticas que los alienten a extraer aún más carbono del aire”.

Schubert quiere encontrar genes que hagan que las bacterias crezcan más rápido cuando se exponen a la luz solar. Para hacerlo, está utilizando una herramienta que creó para su investigación doctoral sobre la resistencia a los antibióticos en la bacteria E. coli .

La herramienta le permite producir una variedad de sinechococos con diferentes mutaciones genéticas, darle a cada cepa una etiqueta con el nombre genético, mezclarlas en un matraz, iluminarlas durante un día o más y luego ejecutar un solo experimento para identificar cuál La cepa creció mejor. Esta técnica denominada multiplexada permite a Schubert realizar millones de observaciones a la vez en lugar del método tradicional de realizar una prueba por matraz.

Luego, Schubert puede estudiar las mutaciones individuales vinculadas con un crecimiento mejorado o guiar a las bacterias para generar mutaciones aún más útiles. Ese conocimiento podría eventualmente permitir a los investigadores programar genéticamente la bacteria Synechococcus para secuestrar la mayor cantidad de carbono posible.

Equilibrando el potencial con la practicidad, la propuesta de Schubert para el proyecto ganó la reciente competencia de cambio climático del Departamento de Genética de HMS , ganando $ 250,000. Algunos de los fondos se destinaron a la adquisición de una incubadora que proporciona condiciones óptimas de crecimiento para las bacterias. Schubert está compartiendo el dispositivo con uno de sus competidores del concurso, el finalista Lakshya Bajaj, quien también está investigando las cianobacterias .

El trabajo aún está lejos de salvar al mundo. Si el proyecto de Schubert genera resultados, nada se implementará a menos que y hasta que se tomen muchas precauciones de seguridad, dijo. Por ejemplo, los investigadores querrían asegurarse de que las cianobacterias devoradoras de carbono no alteren los ecosistemas oceánicos. Y debido a que las cianobacterias incontroladas pueden formar floraciones que producen toxinas que enferman a las personas, los investigadores querrían encontrar formas de evitar que el Synechococcus de rápido crecimiento amenace la salud de los humanos y otros organismos.

Tales cosas permanecen en el reino de los sueños por ahora. Las aplicaciones potenciales a corto plazo incluyen capturar más dióxido de carbono en lugares donde se queman combustibles fósiles, como fábricas industriales, y aumentar el suministro de alimentos para peces de cultivo.

“Las empresas ya están cultivando algas y cianobacterias como alimento; puede ser posible conectarse a esa industria ”, dijo Schubert.

Otras instituciones se han dado cuenta. Schubert se unió a un equipo que abarca varias universidades y ganó la financiación inicial del programa MIT Climate Grand Challenges para desarrollar aún más sus ideas. Él y sus colegas de todo EE. UU. También obtuvieron una subvención de 1,7 millones de dólares de la National Science Foundation , fruto de una idea que surgió de charlas virtuales con otros postdoctorados cuando COVID-19 llegó por primera vez a EE. UU.

“Fuimos coautores de la solicitud de subvención sobre Zoom”, recordó Schubert. “Aunque nuestra investigación en persona tuvo que detenerse, el cierre no nos pudo sofocar”.

Schubert tiene los ojos puestos en objetivos aún más cercanos, como aprender más sobre la fotosíntesis y el ciclo del carbono, procesos que, a pesar de su importancia para la vida en la Tierra, aún encierran muchos misterios.

“Las cianobacterias son un buen modelo para comprender hacia dónde se dirige ahora todo el carbono”, dijo.

En el camino, le gustaría ayudar a construir un conjunto de herramientas para la comunidad científica que hace que las cianobacterias sean un organismo modelo tan fácil y útil como E. coli .

“Estas serían las primeras formas de proporcionar valor real en el camino hacia la solución del cambio climático”, dijo.

Al darse cuenta de que las tecnologías deben combinarse con soluciones políticas para lograr un cambio a gran escala, Schubert comenzó a pensar en su responsabilidad de abogar por la ciencia, las políticas y las prácticas climáticas, además de realizar investigaciones. El trabajo ha inyectado un nuevo vigor a sus días.

“La gente de mi generación está preocupada por salvar a la humanidad”, dijo. “Existe la sensación entre los millennials de que debemos dejar algunos problemas más pequeños y pensar en cómo arreglar este planeta, o cómo llegar a otro. Es satisfactorio trabajar hacia uno de esos objetivos “.