• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Sekvensering av stationen:Undersökning syftar till att identifiera okända mikrober i rymden

    NASA-astronauten Kate Rubins poserar för en bild med minION-enheten under den första provinitieringskörningen av Biomolecular Sequencer-undersökningen. Kredit:NASA

    Bygger på förmågan att sekvensera DNA i rymden och tidigare undersökningar, Genes in Space-3 är ett samarbete för att förbereda, sekvensera och identifiera okända organismer, helt från rymden. När NASA-astronauten Kate Rubins sekvenserade DNA ombord på den internationella rymdstationen 2016, det var en game changer. Den där första sekvenseringen av DNA i rymden var en del av Biomolecule Sequencer-undersökningen.

    Även om det inte är så spännande som en science fiction-film kanske visar, rymdstationens väggar och ytor upplever mikrobiell tillväxt då och då. För närvarande, det enda sättet att identifiera föroreningar är att ta ett prov och skicka tillbaka det till jorden.

    "Vi har haft kontaminering i delar av stationen där svampar har setts växa eller biomaterial har dragits ut ur en igensatt vattenlinje, men vi har ingen aning om vad det är förrän provet kommer ner till labbet igen, sa Sarah Wallace, NASAs mikrobiolog och projektets huvudutredare vid byråns Johnson Space Center i Houston.

    "På ISS, vi kan regelbundet återföra desinfektionsmedel, men när vi går bortom en låg omloppsbana om jorden där förmågan till återförsörjning är mindre frekvent, att veta vad man ska desinficera eller inte blir väldigt viktigt, sa Wallace.

    Utvecklad i partnerskap av NASA:s Johnson Space Center och Boeing, denna ISS National Lab-sponsrade undersökning kommer att förena två delar av befintlig rymdfärdsteknologi, miniPCR och MinION, att ändra den processen, så att de första okända biologiska proverna kan prepareras, sekvenseras och sedan identifieras i rymden.

    NASA-astronauten Kate Rubins blev inte bara den första personen att sekvensera DNA i rymden, men den sekvenserade mer än en miljard baser under hennes tid ombord på rymdstationen. Kredit:NASA

    MiniPCR-anordningen (polymeraskedjereaktion) användes först ombord på stationen under Genes in Space-1, och, kommer snart att vara gener i Space-2-undersökningar, studentdesignade experiment i programmet Genes in Space. Gener i Space-1 visade framgångsrikt att enheten kunde användas i mikrogravitation för att amplifiera DNA, en process som används för att skapa tusentals kopior av specifika delar av DNA. Den andra undersökningen anlände till rymdstationen den 22 april, och kommer att testas i sommar.

    Därefter kom Biomolecule Sequencer-undersökningen, som framgångsrikt testade MinION:s förmåga att sekvensera strängar av jordberett DNA i ett kretsande laboratorium.

    "Vad kopplingen av dessa olika enheter gör är att vi kan ta labbet till proverna, istället för att vi måste ta med proverna till labbet, sa Aaron Burton, NASA biokemist och Genes in Space-3 co-utredare.

    Besättningsmedlemmar kommer att samla in ett prov från rymdstationen för att odlas ombord på det kretsande laboratoriet. Provet kommer sedan att förberedas för sekvensering, i en process som liknar den som användes under Genes in Space-1-undersökningen, med miniPCR och slutligen, sekvenseras och identifieras med MinION-enheten.

    Student Anna-Sophia Boguraev, vinnare av tävlingen Genes in Space, avbildas med miniPCR-enheten. miniPCR kommer att användas med minION för att förbereda, sekvens och identifiera en mikroorganism från början till slut ombord på rymdstationen. Kredit:NASA

    "ISS är väldigt rent, sa Sarah Stahl, mikrobiolog och projektvetare. "Vi hittar många mänskligt associerade mikroorganismer - många vanliga bakterier som Staphylococcus och Bacillus och olika typer av välbekanta svampar som Aspergillus och Penicillium."

    Förutom att identifiera mikrober i rymden, denna teknik kan användas för att diagnostisera besättningsmedlemmars sår eller sjukdomar i realtid, hjälpa till att identifiera DNA-baserat liv på andra planeter och hjälpa till med andra undersökningar ombord på stationen.

    "Gener i rymden-3-processen kommer att öka den vetenskapliga kapaciteten hos ISS genom att underlätta den senaste molekylärbiologiska forskningen för både nuvarande och nästa generations ISS-forskare, sa Kristen John, NASA flygingenjör och Genes in Space-3 projektingenjör. "Teamet har lagt ett starkt fokus på att skapa en rymdfärdscertifierad katalog med allmänna laboratorieartiklar och reagenser, och utveckla gemensamma metoder och lätt anpassningsbara reaktionsförhållanden för miniPCR och MinION för att göra det möjligt för andra ISS-forskare att använda denna teknologi."

    Denna process kommer att ge forskare på marken tillgång i realtid till de experiment som pågår i rymden, möjliggör mer noggrannhet och en mer effektiv användning av tiden på rymdstationen.

    "Om du kunde få en ögonblicksbild av de molekylära signaturerna av din forskning när den ägde rum på ISS, hur skulle du ändra ditt experiment?" sa Wallace. "Skulle du ändra dina tidpunkter? Ge ett annat näringsämne? Ändra tillväxtförhållanden? Du kan föreställa dig hur om du hade dessa uppgifter, du kan justera ditt experiment för att förbättra insikten som du får."

    Närmare hemmet, denna process kan användas för att ge realtidsdiagnos av virus i områden i världen där tillgång till ett laboratorium kanske inte är möjlig.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com