Що це за дивна світиться цвіль? Незабаром астронавти зможуть упорядковувати невідомі космічні організми
Прагнучи більше зрозуміти про космічних мікробів, NASA ініціювало програму, відому як Гени в космосі-3 – спільні зусилля, які підготують, упорядковують та ідентифікують невідомі організми повністю з космосу. Для тих, хто може подумати, що це дуже схоже на фільм життя – де астронавти відроджують інопланетний організм на Міжнародній космічній станції і всі гинуть! – Будьте певні, це не установка для якогось фільму жахів.
По правді кажучи, він являє собою розробку, яка змінює гру, яка ґрунтується на недавніх досягненнях, де ДНК була вперше синтезована астронавтом NASA Кейт Рубін на борту Міжнародна космічна станція У 2016 році. Забігаючи наперед, програма «Гени в космосі-3» дозволить астронавтам на борту МКС збирати зразки мікробів і вивчати їх усередині, а не відправляти їх на Землю для аналізу.
Попередні експерименти, проведені Рубіном, які були частиною Секвенсер біомолекул дослідження – намагався продемонструвати, що секвенування ДНК можливе на орбітальному космічному кораблі. Genes in Space-3 намагається розширити це, встановивши процес підготовки зразків ДНК, який дозволить екіпажам МКС ідентифікувати мікроби, стежити за здоров’ям екіпажу та допомагати в пошуку життя на основі ДНК в інших місцях Сонячної системи.
Астронавт NASA Кейт Рубінс стала першою людиною, яка секвенувала ДНК у космосі та секвенувала понад мільярд основ під час перебування на борту МКС. Авторство: NASA
Як сказала Сара Воллес, мікробіолог NASA і головний дослідник проекту в Космічному центрі Джонсона, прес-реліз :
«У нас було забруднення в тих частинах станції, де були помічені гриби або біоматеріал був витягнутий із забитої ватерлінії, але ми не знаємо, що це таке, доки зразок не повернеться в лабораторію. На МКС ми можемо регулярно поповнювати запаси дезінфікуючих засобів, але в міру того, як ми виходимо за межі низької орбіти Землі, де можливість поповнення запасів відбувається рідше, знання того, що дезінфікувати чи ні, стає дуже важливим».
Цей проект, розроблений у партнерстві Космічного центру імені Джонсона НАСА та компанії Boeing (і спонсорується Національною лабораторією МКС), об’єднує два інструменти молекулярної біології, які раніше були протестовані в космічних польотах. По-перше, є міні-ПЛР , пристрій, який копіює цільові фрагменти ДНК у процесі, відомому як полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР), щоб створити тисячі копій.
Цей пристрій було розроблено в рамках проекту студентів Гени в космосі змагання, і був успішно протестований на борту МКС під час Гени в космосі-1 експеримент. Цей експеримент, який тривав з вересня по березень 2016 року, намагався перевірити, чи насправді пов’язані зміни в ДНК та ослаблення імунної системи (обидва з них відбуваються під час космічного польоту).
Студентка Анна-Софія Богураєва, переможниця конкурсу «Гени в космосі», на фото з апаратом miniPCR. Авторство: NASA
Цей тест буде продовжено цього літа Гени в космосі-2 експеримент. Цей експеримент, що триватиме з квітня по вересень, буде вимірювати, як космічний політ впливає на теломери – захисні кришки на наших хромосомах, які пов’язані з серцево-судинними захворюваннями та раком.
The Міньйон , тим часом, це портативний пристрій, розроблений компанією Oxford Nanopore Technologies . Здатна аналізувати послідовності ДНК і РНК, ця технологія дозволяє проводити швидкий аналіз, який також є портативним і масштабованим. Він уже використовувався тут, на Землі, і був успішно протестований на борту МКС в рамках дослідження Biomolecule Sequencer на початку цього року.
У поєднанні з деякими додатковими ферментами для демонстрації ампліфікації ДНК, експеримент «Гени в космосі-3» дозволить астронавтам перенести лабораторію до мікроорганізмів, а не навпаки. Це складатиметься з членів екіпажу, які збиратимуть зразки з космічної станції, а потім культивують їх на борту орбітальної лабораторії. Потім зразки будуть підготовлені для секвенування за допомогою міні-ПЛР, секвенувати та ідентифікувати за допомогою MinION.
Як пояснила Сара Шталь, мікробіолог і науковець проекту, це дозволить екіпажам боротися з поширенням інфекційних захворювань і бактерій. 'МКС дуже чиста', - сказала вона. «Ми знаходимо багато мікроорганізмів, пов’язаних з людиною – багато поширених бактерій, таких якстафілококіпаличкаі різні види знайомих грибів, якAspergillusіПеніцилій'.
Окрім можливості діагностувати хвороби та інфекції в режимі реального часу, експеримент дозволить проводити нові захоплюючі дослідження на борту МКС. Це може включати виявлення життя на основі ДНК на інших планетах, зразки якого будуть повернуті на МКС за допомогою зонда. Крім того, якщо мікроби і кури будуть виявлені, що плавають у космосі, їх можна було б повернути на МКС для швидкого аналізу.
Ще однією перевагою програми стане те, що земні вчені зможуть отримати доступ до експериментів, що проводяться на борту МКС в режимі реального часу. І вчені тут, на Землі, також отримають користь від використовуваних інструментів, які дозволять використовувати дешеві та ефективні способи діагностики вірусів, особливо в тих частинах світу, де доступ до лабораторії неможливий.
Знову ж таки, розробка систем та інструментів для використання в космосі – середовищі, яке зазвичай не сприяє земним технологіям – пропонує застосування, що виходить далеко за рамки космічних подорожей. А в найближчі роки генетичні дослідження на базі МКС можуть допомогти в постійному пошуку позаземного життя, а також нададуть нове уявлення про такі теорії, як панспермія (тобто, що космос засівається життям кометами, астероїдами і планетоїдами).
Обов’язково насолоджуйтеся цим відео під назвою «Космічне транспортне сполучення», надане космічним центром Джонсона NASA:
Подальше читання: НАСА