Želeći razumjeti više o svemirima rođenim mikrobima, NASA je pokrenula program poznat kao Geni u svemiru 3 - suradnički napor koji će pripremiti, slijediti i identificirati nepoznate organizme, u cijelosti iz svemira. Za one koji možda razmišljaju da ovo zvuči jako slično filmu Život - gdje astronauti oživljavaju vanzemaljski organizam na Međunarodnoj svemirskoj stanici i svi umiru! - budite sigurni, ovo nije postava za neki horor film.
Zapravo, predstavlja razvoj koji se mijenja u igrama, a nadograđuje se na nedavna dostignuća, gdje je DNK prvi put sintetirala NASA-ina astronautka Kate Rubin na međunarodnoj svemirskoj stanici 2016. Gledajući unaprijed, program Genes in Space-3 omogućit će astronautima brod na ISS-u skupljati uzorke mikroba i proučavati ih u kući, umjesto da ih šalju na Zemlju na analizu.
Prethodni eksperimenti koje je izveo Rubin, a koji su bili dio istrage sekvenciranja biomolekula, nastojali su pokazati da je DNK sekvencija izvediva u orbiti za svemirski brod. Geni u svemiru-3 nastoje to nadograditi uspostavljanjem postupka pripreme DNK uzorka koji će omogućiti ISS posadama da identificiraju mikrobe, prate zdravlje posade i pomognu u potrazi za životom temeljenim na DNK drugdje u Sunčevom sustavu.
Kao što je Sarah Wallace - NASA mikrobiolog i glavni istraživač projekta (PI) u Svemirskom centru Johnson - rekla u nedavnom priopćenju za javnost:
"Imali smo kontaminaciju u dijelovima stanice gdje su gljive rastu ili je biomaterijal izvučen iz začepljene vodene linije, ali nemamo pojma o tome dok se uzorak ne vrati u laboratoriju. Na ISS-u možemo redovito dostavljati dezinfekcijska sredstva, ali kako se krećemo dalje od orbite niske Zemlje gdje je sposobnost ponovne opskrbe rjeđa, znajući što dezinficirati ili ne postaje vrlo važno. "
Ovaj projekt, razvijen u partnerstvu NASA-inog svemirskog centra Johnson i Boeinga (a sponzoriran od strane Nacionalne laboratorije ISS), objedinjuje dva prethodno testirana svemirska leta s molekularnom biologijom. Prvo, tu je miniPCR, uređaj koji kopira ciljane dijelove DNK u procesu poznatom kao Polimerična lančana reakcija (PCR) kako bi stvorio tisuće kopija.
Ovaj je uređaj razvijen kao dio studentske konkurencije Genes in Space i uspješno je testiran na ISS-u tijekom eksperimenta Genes in Space-1. Trajajući od rujna do ožujka 2016., ovaj je eksperiment nastojao provjeriti jesu li promjene DNK-a i slabljenje imunološkog sustava (oba se događaju tijekom svemirskog leta) u stvari povezane.
Ovaj test biti će praćen ovog ljeta eksperimentom Genes in Space-2. Ovaj pokus će trajati od travnja do rujna kako će svemirski let utjecati na telomere - zaštitne kapice na našim kromosomima koji su povezani s kardiovaskularnim bolestima i karcinomom.
MinION je, u međuvremenu, ručni uređaj koji je razvio Oxford Nanopore Technologies. Zahvaljujući analizi DNA i RNA sekvenci, ova tehnologija omogućava brzu analizu koja je također prenosiva i skalabilna. Već se koristio ovdje na Zemlji, a uspješno je testiran na ISS-u u sklopu istraživanja biomolekula sekvenci ranijih godina.
U kombinaciji s nekim dodatnim enzimima za demonstraciju amplifikacije DNA, eksperiment Genes in Space-3 omogućit će astronautima da dovedu laboratoriju do mikroorganizama, a ne obrnuto. Sastojat će se od članova posade koji skupljaju uzorke iz svemirske stanice i potom ih kultiviraju u orbitu. Uzorci će se zatim pripremiti za sekvenciranje pomoću miniPCR-a i sekvencionirati i identificirati pomoću MinION.
Kako je objasnila Sarah Stahl, mikrobiologinja i znanstvena osoba na projektu, to će omogućiti posadama da se bore protiv širenja zaraznih bolesti i bakterija. "ISS je vrlo čist", rekla je. „Pronalazimo puno mikroorganizama povezanih s ljudima - puno uobičajenih bakterija kao što su Staphylococcus i Bacil i različite vrste poznatih gljiva poput Aspergillus i Penicillium.”
Osim što će moći dijagnosticirati bolesti i infekcije u stvarnom vremenu, eksperiment će omogućiti nova i uzbudljiva istraživanja na ISS-u. To bi moglo uključivati prepoznavanje života temeljenog na DNK na drugim planetima, čiji će se uzorci vratiti sondom. Osim toga, ako se pronađu mikrobi i kokoši koji lebde u svemiru, oni bi se mogli brzo vratiti na ISS.
Još jedna korist ovog programa bit će naučnici sa Zemlje koji će moći pristupiti eksperimentima koji se nalaze na ISS-u u stvarnom vremenu. I znanstvenici ovdje na Zemlji također će imati koristi od korištenih alata koji će omogućiti jeftine i učinkovite načine dijagnosticiranja virusa, posebno u dijelovima svijeta gdje pristup laboratoriju nije moguć.
Još jednom, razvoj sustava i alata za upotrebu u svemiru - okruženju koje obično nije pogodno za tehnologije zasnovane na Zemlji - nudi aplikacije koje nadilaze svemirsko putovanje. I u narednim bi godinama genetska istraživanja utemeljena na ISS-u mogla pomoći u trajnoj potrazi za izvanzemaljskim životom, kao i pružiti novi uvid u teorije poput panspermije (tj. Kosmosa koji životom zasijavaju kometi, asteroidi i planetoidi).
Svakako uživajte u ovom videozapisu pod nazivom "Kozmički autoput", ljubaznosti NASA-inog svemirskog centra Johnson:
