Τι είναι αυτό το παράξενο λαμπερό καλούπι; Οι αστροναύτες θα είναι σύντομα σε θέση να αλληλουχούν άγνωστους διαστημικούς οργανισμούς
Αναζητώντας να κατανοήσει περισσότερα για τα μικρόβια που γεννιούνται στο διάστημα, η NASA ξεκίνησε ένα πρόγραμμα γνωστό ως Γονίδια στο Διάστημα-3 – μια συλλογική προσπάθεια που θα προετοιμάσει, θα ακολουθήσει και θα αναγνωρίσει άγνωστους οργανισμούς, εξ ολοκλήρου από το διάστημα. Για όσους μπορεί να πιστεύουν ότι αυτό μοιάζει πολύ με την ταινία ΖΩΗ – όπου οι αστροναύτες αναβιώνουν έναν εξωγήινο οργανισμό στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και όλοι πεθαίνουν! – να είστε σίγουροι, αυτό δεν είναι το στήσιμο για κάποια ταινία τρόμου.
Στην πραγματικότητα, αντιπροσωπεύει μια εξέλιξη που αλλάζει το παιχνίδι που βασίζεται σε πρόσφατα επιτεύγματα, όπου το DNA συντέθηκε για πρώτη φορά από την αστροναύτη της NASA Kate Rubin στο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός το 2016. Κοιτάζοντας το μέλλον, το πρόγραμμα Genes in Space-3 θα επιτρέψει στους αστροναύτες του ISS να συλλέξουν δείγματα μικροβίων και να τα μελετήσουν εσωτερικά, αντί να πρέπει να τα στείλουν πίσω στη Γη για ανάλυση.
Τα προηγούμενα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν από τον Rubin – τα οποία ήταν μέρος του Biomolecule Sequencer έρευνα – προσπάθησε να αποδείξει ότι η αλληλουχία DNA είναι εφικτή σε ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά. Το Genes in Space-3 επιδιώκει να βασιστεί σε αυτό καθιερώνοντας μια διαδικασία προετοιμασίας δειγμάτων DNA που θα επιτρέψει στα πληρώματα του ISS να εντοπίζουν μικρόβια, να παρακολουθούν την υγεία του πληρώματος και να βοηθούν στην αναζήτηση ζωής που βασίζεται στο DNA αλλού στο Ηλιακό Σύστημα.
Η αστροναύτης της NASA Κέιτ Ρούμπινς έγινε το πρώτο άτομο που ανέλυσε την αλληλουχία του DNA στο διάστημα και ανέλυσε την αλληλουχία περισσότερων από ένα δισεκατομμύριο βάσεων κατά τη διάρκεια της παραμονής της στον ISS. Πιστώσεις: NASA
Όπως είπε η Sarah Wallace – μικροβιολόγος της NASA και η κύρια ερευνήτρια (PI) του έργου στο Διαστημικό Κέντρο Johnson – σε πρόσφατη δελτίο τύπου :
«Είχαμε μόλυνση σε μέρη του σταθμού όπου παρατηρήθηκαν μύκητες να αναπτύσσονται ή βιοϋλικό έχει ανασυρθεί από μια βουλωμένη ίσαλο γραμμή, αλλά δεν έχουμε ιδέα τι είναι μέχρι το δείγμα να επιστρέψει στο εργαστήριο. Στον ISS, μπορούμε να ανεφοδιάζουμε τακτικά απολυμαντικά, αλλά καθώς προχωράμε πέρα από τη χαμηλή τροχιά της Γης, όπου η δυνατότητα ανεφοδιασμού είναι λιγότερο συχνή, το να γνωρίζουμε τι πρέπει να απολυμάνουμε ή όχι γίνεται πολύ σημαντικό».
Αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA και την Boeing (και χρηματοδοτείται από το Εθνικό Εργαστήριο ISS), αυτό το έργο συγκεντρώνει δύο εργαλεία μοριακής βιολογίας που είχαν δοκιμαστεί στο παρελθόν σε διαστημικές πτήσεις. Πρώτον, υπάρχει miniPCR , μια συσκευή που αντιγράφει στοχευμένα κομμάτια DNA σε μια διαδικασία γνωστή ως Αλυσιδωτή Αντίδραση Πολυμεράσης (PCR) για να δημιουργήσει χιλιάδες αντίγραφα.
Αυτή η συσκευή αναπτύχθηκε ως μέρος του σχεδιασμού από μαθητές Γονίδια στο Διάστημα διαγωνισμό, και δοκιμάστηκε με επιτυχία στο ISS κατά τη διάρκεια του Γονίδια στο Διάστημα-1 πείραμα. Από τον Σεπτέμβριο έως τον Μάρτιο του 2016, αυτό το πείραμα προσπάθησε να ελέγξει εάν οι αλλαγές στο DNA και η αποδυνάμωση του ανοσοποιητικού συστήματος (και τα δύο συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της διαστημικής πτήσης) συνδέονται στην πραγματικότητα.
Η μαθήτρια Anna-Sophia Boguraev, νικήτρια του διαγωνισμού Genes in Space, απεικονίζεται με τη συσκευή miniPCR. Πιστώσεις: NASA
Αυτό το τεστ θα ακολουθήσει αυτό το καλοκαίρι με Γονίδια στο Διάστημα-2 πείραμα. Από τον Απρίλιο έως τον Σεπτέμβριο, αυτό το πείραμα θα μετρήσει πώς οι διαστημικές πτήσεις επηρεάζουν τα τελομερή - τα προστατευτικά καλύμματα στα χρωμοσώματά μας που σχετίζονται με καρδιαγγειακές παθήσεις και καρκίνους.
ο Τσιράκι , εν τω μεταξύ, είναι μια φορητή συσκευή που αναπτύχθηκε από Oxford Nanopore Technologies . Με δυνατότητα ανάλυσης αλληλουχιών DNA και RNA, αυτή η τεχνολογία επιτρέπει γρήγορη ανάλυση που είναι επίσης φορητή και επεκτάσιμη. Έχει ήδη χρησιμοποιηθεί εδώ στη Γη και δοκιμάστηκε με επιτυχία στο ISS ως μέρος της έρευνας Biomolecule Sequencer νωρίτερα αυτό το έτος.
Σε συνδυασμό με ορισμένα πρόσθετα ένζυμα για την επίδειξη της ενίσχυσης του DNA, το πείραμα Genes in Space-3 θα επιτρέψει στους αστροναύτες να φέρουν το εργαστήριο στους μικροοργανισμούς και όχι το αντίστροφο. Αυτό θα αποτελείται από μέλη του πληρώματος που θα συλλέγουν δείγματα από το διαστημικό σταθμό και στη συνέχεια θα τα καλλιεργούν στο εργαστήριο που βρίσκεται σε τροχιά. Στη συνέχεια, τα δείγματα θα προετοιμαστούν για αλληλούχιση χρησιμοποιώντας το miniPCR και θα προσδιοριστεί η αλληλουχία και θα ταυτοποιηθεί χρησιμοποιώντας το MinION.
Όπως εξήγησε η Sarah Stahl, μικροβιολόγος και επιστήμονας του έργου, αυτό θα επιτρέψει στα πληρώματα να καταπολεμήσουν την εξάπλωση μολυσματικών ασθενειών και βακτηρίων. «Ο ISS είναι πολύ καθαρός», είπε. «Βρίσκουμε πολλούς μικροοργανισμούς που σχετίζονται με τον άνθρωπο – πολλά κοινά βακτήρια όπως π.χΣταφυλόκοκκοςκαιΒακίλλοςκαι διαφορετικούς τύπους γνωστών μυκήτων όπωςΑσπέργιλλοςκαιPenicillium.
Εκτός από τη δυνατότητα διάγνωσης ασθενειών και λοιμώξεων σε πραγματικό χρόνο, το πείραμα θα επιτρέψει νέα και συναρπαστική έρευνα στο ISS. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει τον εντοπισμό ζωής με βάση το DNA σε άλλους πλανήτες, τα δείγματα των οποίων θα επέστρεφαν στο ISS μέσω ανιχνευτή. Επιπλέον, εάν βρεθούν μικρόβια κότας να επιπλέουν στο διάστημα, θα μπορούσαν να επιστραφούν στο ISS για ταχεία ανάλυση.
Ένα άλλο όφελος του προγράμματος θα προέλθει από τους επιστήμονες που βασίζονται στη Γη να έχουν πρόσβαση στα πειράματα που πραγματοποιούνται στο ISS σε πραγματικό χρόνο. Και οι επιστήμονες εδώ στη Γη θα επωφεληθούν επίσης από τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται, τα οποία θα επιτρέψουν φθηνούς και αποτελεσματικούς τρόπους διάγνωσης ιών, ειδικά σε μέρη του κόσμου όπου η πρόσβαση σε εργαστήριο δεν είναι δυνατή.
Για άλλη μια φορά, η ανάπτυξη συστημάτων και εργαλείων για χρήση στο διάστημα –ένα περιβάλλον που συνήθως δεν ευνοεί τις τεχνολογίες που βασίζονται στη Γη– προσφέρει εφαρμογές που υπερβαίνουν κατά πολύ τα διαστημικά ταξίδια. Και τα επόμενα χρόνια, η γενετική έρευνα που βασίζεται στο ISS θα μπορούσε να βοηθήσει στη συνεχιζόμενη αναζήτηση εξωγήινης ζωής, καθώς και να προσφέρει νέες γνώσεις για θεωρίες όπως η πανσπερμία (δηλαδή ο κόσμος που σπέρνεται με ζωή από κομήτες, αστεροειδείς και πλανητοειδή).
Απολαύστε οπωσδήποτε αυτό το βίντεο με τίτλο 'Cosmic Carpool', ευγενική προσφορά του Διαστημικού Κέντρου Johnson της NASA:
Περαιτέρω ανάγνωση: NASA