Гены в Space-3 команды идентифицируют микробы в реальном времени на борту космической станции

        

Будучи способным идентифицировать микробы в реальном времени на борту Международной космической станции, не отправляя их обратно на Землю для идентификации в первую очередь, будет революционным для мира микробиологии и освоения космоса. Команда Genes in Space-3 превратила эту возможность в реальность в этом году, когда она завершила первый процесс отбора образцов до цели на борту космической станции.

. Способность идентифицировать микробы в космосе может помочь в диагностике и лечении заболеваний космонавта в реальном времени, а также помогает идентифицировать жизнь на основе ДНК на других планетах. Это может также принести пользу другим экспериментам на борту орбитальной лаборатории. Идентификация микробов включает выделение ДНК образцов, а затем амплификацию или создание многих копий этой ДНК, которая затем может быть секвенирована или идентифицирована.

Исследование было разбито на две части: сбор образцов микробов и амплификация с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), затем секвенирование и идентификация микробов. Космический астронавт НАСА Пегги Уитсон провел эксперимент на орбитальной лаборатории с микробиологом НАСА и Главным исследователем проекта Сарой Уоллес и ее командой, наблюдая и направляя ее из Хьюстона.

В рамках регулярного микробного мониторинга, плиты Петри были затронуты на различных поверхностях космической станции. Работая в ящике Microgravity Science Glovebox (MSG) примерно через неделю, Уитсон передал клетки из растущих бактериальных колоний на этих планшетах в миниатюрные пробирки, что никогда не делалось раньше в космосе.

. После того, как клетки были успешно собраны, настало время выделить ДНК и подготовить ее к секвенированию, что позволило идентифицировать неизвестные организмы – еще одну первую для космической микробиологии. Однако историческое погодное событие поставило под угрозу способность наземной команды руководить ходом эксперимента.

«Мы начали слышать сообщения о урагане Харви на неделе между Пегги, выполняющей первую часть сбора образца и готовясь к фактической последовательности», – сказал Уоллес.

Когда АО стало недоступным из-за опасных дорожных условий и растущих паводковых вод, команда Центра интеграции грузовых операций Центра космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, которые служат в качестве «Управления полетами» для всех исследований станции, работала, чтобы связать Уоллеса с Whitson использует персональный мобильный телефон Уоллеса.

С ураганом, разрушающим хаос снаружи, Уоллес и Уитсон решили сделать историю. Уоллес предложил поддержку биологам Whitson, поскольку она использовала устройство Minion для последовательности амплифицированной ДНК. Данные были переданы команде в Хьюстоне для анализа и идентификации.

«Как только мы на самом деле получили данные на местах, мы смогли его развернуть и начать анализировать», – сказал Аарон Бертон, биохимик НАСА и соисследователь проекта. «Вы получаете все эти кривые графики, и вы должны превратить это в As, Gs, Cs и Ts.»

Те As, Gs, Cs и Ts – аденин, гуанин, цитозин и тимин – четыре основания, которые составляют каждую нить ДНК и могут рассказать вам, из какого организма произошла нить ДНК.

«Сразу же, мы увидели один микроорганизм, а затем второй, и это были вещи, которые мы находим все время на космической станции», – сказал Уоллес. «Проверка этих результатов будет заключаться в том, чтобы вернуть образец на Землю».

Вскоре после этого образцы вернулись на Землю вместе с Уитсоном на борту космического корабля «Союз». Биохимические и последовательные тесты были завершены в наземных лабораториях для подтверждения результатов космической станции. Они проводили тесты несколько раз, чтобы подтвердить точность. Каждый раз результаты были точно такими же на земле, как и на орбите.

«Мы сделали это. Все работало отлично», – сказала Сара Сталь, микробиолог.

Разработанный в партнерстве с Космическим центром Джонсона Джонсом и Боинг, это исследование, организованное Национальной лабораторией, осуществляется Центром по развитию науки в космосе.

Гены в Space-1 отметили, что ПЦР в первый раз использовалась в космосе для амплификации ДНК с помощью термоциклера miniPCR, после чего вскоре последовал Biomolecule Sequencer, который использовал устройство MinION для последовательности ДНК. Гены в Space-3 женились на этих двух исследованиях, чтобы создать полный процесс микробиологической идентификации в условиях микрогравитации

«Это было естественное сотрудничество, чтобы объединить эти две части технологии, потому что индивидуально они оба великолепны, но вместе они обеспечивают чрезвычайно мощные приложения для молекулярной биологии», – сказал Уоллес.

Источник:

https://www.nasa.gov/feature/genes-in-space-3-successfully-identifies-unknown-microbes-in-space

      

Source link