Az űrben született mikrobák megismerése érdekében a NASA kezdeményezte a Genes in Space-3 néven ismert programot - olyan együttműködési erőfeszítést, amely előkészíti, szekvenálja és azonosítja az ismeretlen organizmusokat, teljes egészében az űrből. Azok számára, akik azt gondolják, hogy ez nagyjából úgy hangzik, mint a film Élet - ahol az űrhajósok idegen szervezeteket éltetnek a Nemzetközi Űrállomáson, és mindenki meghal! - biztos lehetsz benne, hogy ez nem egy horror film beállítása.
Valójában ez egy játékmódosító fejlemény, amely a legújabb eredményekre épül, ahol a DNS-t először a NASA űrhajósa, Kate Rubin szintetizálta a Nemzetközi Űrállomáson 2016-ban. A jövőbe nézve a Genes in Space-3 program lehetővé teszi az űrhajósoknak az ISS fedélzetén. a mikrobák mintáinak gyűjtése és házon belüli tanulmányozása, ahelyett, hogy elemzésre vissza kellene küldeni őket a Földre.
A Rubin által korábban elvégzett kísérletek - amelyek a Biomolekuláris Szekvencer vizsgálat részét képezték - bebizonyították, hogy a DNS-szekvenálás megvalósítható egy keringő űrhajón. A Gének az űrben-3 arra törekszik, hogy erre építsen egy DNS-minta előkészítési folyamatot, amely lehetővé tenné az ISS-ek személyzetének a mikrobák azonosítását, a személyzet egészségének figyelését és a DNS-alapú élet kutatását a Naprendszer más részein.
Mint Sarah Wallace - a NASA mikrobiológusa és a projekt fő kutatója (PI) a Johnson Űrközpontban - mondta a közelmúltbeli sajtóközleményben:
"Az állomás olyan részein szennyezettségünk volt, ahol a gombák növekedését látták, vagy a biomatermékeket kihúzták az eldugult vízvonalból, de fogalmunk sincs, mi az, amíg a minta vissza nem kerül a laboratóriumba. Az ISS-n rendszeresen feltölthetjük a fertőtlenítőszereket, de ahogyan az alacsony földi pályán túllépünk, ahol az újra-feltöltési képesség ritkábban fordul elő, nagyon fontos tudni, hogy mit kell fertőtleníteni.
A NASA Johnson Űrközpontja és a Boeing közreműködésével (és az ISS Nemzeti Lab által szponzorált) ez a projekt két korábban az űrrepülés által tesztelt molekuláris biológiai eszközt hoz össze. Először is van egy miniPCR, egy eszköz, amely a célzott DNS-darabokat másolja egy eljárásban, amelyet polimeráz-láncreakciónak (PCR) hívnak, ezer példány létrehozására.
Ezt az eszközt a hallgatók által tervezett „Genes in Space” verseny részeként fejlesztették ki, és sikeresen tesztelték az ISS fedélzetén a „Genes in Space-1” kísérlet során. 2016. szeptemberétől márciusáig tartó kísérlet célja annak kipróbálása, hogy a DNS-változások és az immunrendszer gyengülése (amelyek mindkettő az űrrepülés során történnek) kapcsolódnak-e egymáshoz.
Ezt a tesztet ezen a nyáron követik a Genes in Space-2 kísérlet. Áprilistól szeptemberig tartó kísérlet azt fogja meghatározni, hogy az űrrepülés hogyan befolyásolja a telomereket - a kromoszómánk védősapkait, amelyek szív- és érrendszeri betegségekkel és rákokkal társulnak.
Eközben a MinION egy kézi eszköz, amelyet az Oxford Nanopore Technologies fejlesztett ki. A DNS és RNS szekvenciák elemzésére képes ez a technológia lehetővé teszi a gyors elemzést, amely szintén hordozható és méretezhető. Már használták a Földön, és sikeresen tesztelték az ISS fedélzetén az ez év elején a Biomolekulák Szekvencerének vizsgálata részeként.
Néhány további enzimmel kombinálva a DNS amplifikációjának kimutatására, a Gének az űrben-3 kísérlet lehetővé teszi az űrhajósok számára, hogy a laboratóriumot a mikroorganizmusok felé fordítsák, nem pedig fordítva. Ez a legénység tagjaiból áll, hogy az űrállomáson belül mintákat gyűjtenek, majd azokat a keringő laboratórium fedélzetén tenyésztik. A mintákat ezután előkészítik a szekvenáláshoz a miniPCR segítségével, majd szekvenálják és azonosítják a MinION segítségével.
Mint Sarah Stahl, mikrobiológus és projekttudós elmondta, ez lehetővé teszi a személyzet számára a fertőző betegségek és baktériumok terjedésének leküzdését. "Az ISS nagyon tiszta" - mondta. „Sok emberhez kapcsolódó mikroorganizmust találunk - rengeteg olyan baktériumot, mint például Staphylococcus és Bacilus és különböző típusú ismert gombák, mint például Aspergillus és Penicillium.”
A betegségek és fertőzések valós időben történő diagnosztizálása mellett a kísérlet új és izgalmas kutatásokat tesz lehetővé az ISS fedélzetén. Ez magában foglalhatja a DNS-alapú élet azonosítását más bolygókon, amelyek mintáit szonda útján visszaküldik az ISS-hez. Ezen túlmenően, ha tyúk-mikrobákat találnak az űrben lebegő körül, azokat vissza lehet vinni az ISS-hez gyors elemzés céljából.
A program további előnye, hogy a földi tudósok valós időben férhetnek hozzá az ISS fedélzetén zajló kísérletekhez. És a Földön a tudósok is részesülnek az alkalmazott eszközökből, amelyek olcsó és hatékony módszereket tesznek lehetővé a vírusok diagnosztizálására, különösen a világ azon részein, ahol nem lehetséges laboratóriumi hozzáférés.
Az űrben felhasználható rendszerek és eszközök fejlesztése - egy olyan környezetben, amely általában nem segíti elő a földi technológiákat - olyan alkalmazásokat kínál, amelyek messze túlmutatnak az űrutazáson. Az elkövetkező években az ISS-alapú genetikai kutatások segítséget nyújthatnak a földön kívüli élet folyamatos kutatásában, valamint új betekintést nyújthatnak az elméletekhez, például a panspermiahoz (azaz a üstökösök, aszteroidák és bolygók idején az élet világra hozhatják a kozmoszt).
Ne felejtsd el élvezni ezt a „Kozmikus útvonalat” című videót, a NASA Johnson Űrközpontjának jóvoltából:
