Z namenom, da bi razumeli več o mikrobih, rojenih v vesolju, je NASA sprožila program, znan kot Geni v vesolju-3 - skupni napor, ki bo v celoti iz vesolja pripravil, zaporedil in določil neznane organizme. Za tiste, ki morda razmišljate, da se to sliši veliko kot v filmu Življenje - kjer astronavti oživijo tujerodni organizem na Mednarodni vesoljski postaji in vsi umrejo! - bodite prepričani, to ni nastavitev za kakšen film grozljivk.
V resnici predstavlja razvoj, ki se spreminja v igrah, ki temelji na zadnjih dosežkih, kjer je DNK prvič sintetiziral NASA astronavt Kate Rubin na Mednarodni vesoljski postaji leta 2016. Če pogledamo naprej, bo program Genes in Space-3 astronavtom omogočil, da na krovu ISS zbrati vzorce mikrobov in jih preučiti doma, namesto da bi jih morali poslati nazaj na Zemljo na analizo.
Prejšnji poskusi, ki jih je izvedel Rubin - ki so bili del preiskave biomolekularnega sekvenčnika - so želeli dokazati, da je sekvenciranje DNK izvedljivo v krožnem vesoljskem plovilu. Geni v vesolju-3 to nadgrajujejo tako, da vzpostavijo postopek priprave vzorca DNK, ki bi ISS posadkam omogočil prepoznavanje mikrobov, spremljanje zdravstvenega stanja posadke in pomoč pri iskanju življenja na osnovi DNK drugje v Osončju.
Kot je v nedavnem sporočilu za javnost dejala Sarah Wallace - NASA-jeva mikrobiologinja in glavna raziskovalka projekta (PI) v vesoljskem centru Johnson:
"V nekaterih delih postaje, kjer je bilo videti, da rastejo glive ali je bil biomaterial izvlečen iz zamašene vodne črte, smo imeli kontaminacijo, a pojma nimamo, kaj je, dokler vzorec ne pride nazaj v laboratorij. Na ISS lahko redno dovajamo razkužila, vendar ko se premikamo onkraj orbite nizke Zemlje, kjer je sposobnost ponovne oskrbe manj pogosta, saj vemo, kaj razkužiti ali ne postane zelo pomembno. "
Ta projekt, razvit v partnerstvu Nasinovega vesoljskega centra Johnson in Boeinga (pod pokroviteljstvom Nacionalnega laboratorija ISS), združuje dve predhodno preizkušeni vesoljski leti z molekularnimi biološkimi orodji. Prvič, obstaja miniPCR, naprava, ki kopira ciljne koščke DNK v postopku, znanem kot polimerazna verižna reakcija (PCR), da ustvari na tisoče kopij.
Ta naprava je bila razvita kot del študentske konkurence Genes in Space in je bila uspešno preizkušena na krovu ISS med poskusom Genes in Space-1. S poskusom je od septembra do marca 2016 poskusil preveriti, ali sta sprememba DNK in oslabitev imunskega sistema (oba se zgodita med vesoljskim poletom) v resnici povezana.
Temu preizkusu bomo to poletje sledili s poskusom Genes in Space-2. Ta poskus bo od aprila do septembra meril, kako vesoljski polet vpliva na telomere - zaščitne kapice na naših kromosomih, ki so povezane s srčno-žilnimi boleznimi in raki.
MinION je medtem ročna naprava, ki jo je razvila družba Oxford Nanopore Technologies. Ta tehnologija omogoča analizo zaporedja DNK in RNK ter omogoča hitro analizo, ki je tudi prenosna in razširljiva. Tu so ga že uporabljali na Zemlji, uspešno pa so ga preizkusili na ISS-u kot del preiskave biomolekule Sequencer v začetku letošnjega leta.
V kombinaciji z nekaterimi dodatnimi encimi za dokazovanje amplifikacije DNA bo poskus Genes in Space-3 astronavtom omogočil, da laboratorij pripeljejo do mikroorganizmov, ne pa obratno. Ta bo sestavljen iz članov posadke, ki zbirajo vzorce z vesoljske postaje in jih nato gojijo v orbiti. Vzorci bodo nato pripravljeni za zaporedje z uporabo miniPCR in zaporedni in identificirani z uporabo MinION.
Kot je pojasnila mikrobiologinja in projektna znanstvenica Sarah Stahl, bo to posadki omogočilo boj proti širjenju nalezljivih bolezni in bakterij. "ISS je zelo čist," je dejala. "Najdemo veliko mikroorganizmov, povezanih s človekom, - veliko skupnih bakterij, kot je Stafilokok in Bacili in različne vrste znanih gliv, kot so Aspergillus in Penicillium.”
Poleg tega, da bo mogoče v realnem času diagnosticirati bolezni in okužbe, bo poskus omogočil nove in vznemirljive raziskave na ISS. To bi lahko vključevalo določanje DNK življenja na drugih planetih, katerih vzorci bi se s sondo vrnili na ISS. Poleg tega, če najdemo mikrobe in kokoši, ki lebdijo v vesolju, jih je mogoče vrniti na ISS za hitro analizo.
Še ena prednost programa bo ta, da bodo znanstveniki s Zemlje lahko dostopali do poskusov, ki so na krovu ISS v realnem času. Tudi znanstveniki tukaj na Zemlji bodo imeli koristi od uporabljenih orodij, ki bodo omogočila poceni in učinkovite načine diagnosticiranja virusov, zlasti v delih sveta, kjer dostop do laboratorija ni mogoč.
Ponovno razvoj sistemov in orodij za uporabo v vesolju - okolju, ki običajno ne ustreza zemeljskim tehnologijam - ponuja aplikacije, ki presegajo vesoljsko potovanje. In v naslednjih letih bi lahko genetske raziskave, ki temeljijo na ISS, pomagale pri nenehnem iskanju zunajzemeljskega življenja in prinesle nove vpoglede v teorije, kot je panspermija (tj. Vesolje, ki ga življenje zasedajo kometi, asteroidi in planetoidi).
Bodite prepričani, da boste uživali v tem videoposnetku z naslovom "Kozmični avtocesti", ki ga je podaril Nasin vesoljski center Johnson:
