10年ほど後に人類を火星に着陸させるミッションの準備はすでに始まっている。
人類が火星に到達した場合、植民地にとって大きな課題となるのは、食料の安定的な供給を実現することです。 地球からの資源の打ち上げと補給に莫大な費用がかかるため、それは現実的ではありません。
火星の人類は、出荷された貨物に完全に依存することから脱却し、高いレベルの自給自足と持続可能な農業を達成する必要があります。 発見：火星の南極の下にある巨大な液体の水の湖
火星での液体の水の最近の発見-それは、この惑星に生命体が見つかるかどうかという疑問に新しい情報を加えるものですが-その供給源を利用して食料を育てることができる可能性を提起するものです。
しかし、火星で十分な食料を育てるには、水は多くのもののうちの1つに過ぎない。
どのような食料なのか？ また、国際宇宙ステーションで試験されているような、水耕栽培の温室や制御された環境システムを使って作物を育てることも選択肢の一つです。
今月、ジャーナル「Genes」では、火星の植物生活の潜在性能を高めるために、高度合成生物学を用いた新しい視点を紹介しています。 DNAを読み取るだけでなく、生物学的システムを設計し、それをテストし、さらには生物全体をエンジニアリングすることも可能です。 酵母は、現在国際コンソーシアムによって全ゲノムが再設計されている、産業用主力微生物の一例です。
技術は非常に進歩し、精密な遺伝子工学と自動化が、バイオファウンドリーとして知られる自動ロボット施設に統合できるようになりました。 地球に似ているが地球ではない
火星は近隣の惑星の中で最も地球に似ているが、火星と地球は多くの点で異なっている
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火星の重力は地球の3分の1程度です。 火星の太陽光は地球の約半分ですが、有害な紫外線（UV）や宇宙線ははるかに多く降り注いでいます。 火星の表面温度は約-60℃で、主に二酸化炭素でできた薄い大気があります。
湿度が高く、植物の成長を支える栄養分や微生物が豊富な地球の土壌とは異なり、火星はレゴリスに覆われています。 これは、人間にとって有毒な過塩素酸塩化学物質を含む乾燥した物質である。
また-最新の地底湖の発見にもかかわらず-火星の水はほとんどが氷の形で存在し、惑星の低い大気圧によって液体の水は5℃程度で沸騰してしまう。
つまり、最適な植物の生育条件を人工的に作り出すことによって効率的な農業を実現するには、液体の水やエネルギーなど、火星の人類にとって希少で貴重なかなりの資源を割り当てる必要があります。
Adapting plants to Mars
より合理的な選択肢は、合成生物学を用いて火星のために特別な作物を開発することです。 この困難な挑戦は、植物に特化した火星バイオファウンドリーを構築することで取り組み、早急に解決することができる。
そのような自動化された施設は、生物学的設計のエンジニアリングと、火星のシミュレーション条件下での性能テストを迅速に行うことができるだろう。
十分な資金と活発な国際協力により、そのような高度な施設は、10年以内に火星で作物を成長させるために必要な形質の多くを改善できるだろう。
これには、光合成や光防御（植物を太陽光や紫外線から守るのに役立つ）の改善、植物の干ばつや寒さへの耐性、高収量の機能性作物の工学的改良が含まれる。 また、火星の土壌を無害化し、品質を向上させるために微生物を改変する必要もあります。
これらはすべて、現代の合成生物学の能力の範囲内の課題です。
地球にとってのメリット
火星での人類の維持に必要な次世代の作物の開発は、地球上の人々にとっても大きなメリットがあります。
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世界人口の増加により、食糧の需要が高まっている。 この需要に応えるためには、農業の生産性を高める必要がありますが、環境に悪影響を与えることなく行わなければなりません。
これらの目標を達成するための最善の方法は、すでに広く使われている作物を改良することでしょう。 提案されているマーズ・バイオファウンドリーのような施設を設置すれば、植物研究のターンアラウンドタイムに計り知れない利益をもたらし、食糧安全保障や環境保護に影響を与えるだろう。
つまり、火星用の作物を開発する努力の主な受益者は地球ということになる。