Επιδιώκοντας να καταλάβει περισσότερα για τα μικρόβια που γεννιούνται στο διάστημα, η NASA ξεκίνησε ένα πρόγραμμα γνωστό ως Genes in Space-3 - μια συνεργατική προσπάθεια που θα προετοιμάσει, θα ακολουθήσει και θα εντοπίσει άγνωστους οργανισμούς, εξ ολοκλήρου από το διάστημα. Για όσους πιστεύουν ότι ακούγεται πολύ σαν την ταινία ΖΩΗ - όπου οι αστροναύτες αναζωογονούν έναν εξωγήινο οργανισμό στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και όλοι πεθαίνουν! - να είστε σίγουροι, αυτό δεν είναι η ρύθμιση για κάποια ταινία τρόμου.
Στην πραγματικότητα, αντιπροσωπεύει μια εξέλιξη που αλλάζει το παιχνίδι που βασίζεται σε πρόσφατα επιτεύγματα, όπου το DNA συντέθηκε για πρώτη φορά από την αστροναύτη της NASA Kate Rubin στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό το 2016. Κοιτάζοντας μπροστά, το πρόγραμμα Genes in Space-3 θα επιτρέψει στους αστροναύτες στο ISS να συλλέξει δείγματα μικροβίων και να τα μελετήσει εσωτερικά, αντί να χρειάζεται να τα στείλει πίσω στη Γη για ανάλυση.
Τα προηγούμενα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν από τον Rubin - τα οποία ήταν μέρος της έρευνας Biomolecule Sequencer - προσπάθησαν να δείξουν ότι η αλληλουχία DNA είναι εφικτή σε ένα διαστημικό σκάφος σε τροχιά. Τα Genes στο Space-3 επιδιώκουν να βασιστούν σε αυτό με την καθιέρωση μιας διαδικασίας προετοιμασίας δείγματος DNA που θα επέτρεπε στα πληρώματα του ISS να εντοπίσουν μικρόβια, να παρακολουθούν την υγεία του πληρώματος και να βοηθούν στην αναζήτηση ζωής με βάση το DNA αλλού στο Ηλιακό Σύστημα.
Όπως είπε η Sarah Wallace - μικροβιολόγος της NASA και ο κύριος ερευνητής του έργου στο Διαστημικό Κέντρο Johnson - σε πρόσφατο δελτίο τύπου:
«Είχαμε μόλυνση σε τμήματα του σταθμού όπου παρατηρήθηκε ανάπτυξη μυκήτων ή το βιοϋλικό έχει τραβηχτεί από μια φραγμένη γραμμή νερού, αλλά δεν έχουμε ιδέα τι είναι μέχρι να επιστρέψει το δείγμα στο εργαστήριο. Στον ISS, μπορούμε να ανεφοδιάζουμε τακτικά απολυμαντικά, αλλά καθώς προχωράμε πέρα από την τροχιά χαμηλής Γης όπου η ικανότητα επαναπροσφοράς είναι λιγότερο συχνή, γνωρίζοντας τι να απολυμάνουμε ή όχι γίνεται πολύ σημαντικό. "
Αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το Johnson Space Center της NASA και την Boeing (και χρηματοδοτήθηκε από το ISS National Lab), αυτό το έργο συγκεντρώνει δύο προηγουμένως δοκιμασμένα εργαλεία διαστημικής πτήσης μοριακής βιολογίας. Πρώτον, υπάρχει το miniPCR, μια συσκευή που αντιγράφει στοχευμένα κομμάτια DNA σε μια διαδικασία γνωστή ως Polymerase Chain Reaction (PCR) για τη δημιουργία χιλιάδων αντιγράφων.
Αυτή η συσκευή αναπτύχθηκε ως μέρος του διαγωνισμού Genes in Space που έχει σχεδιαστεί για φοιτητές και δοκιμάστηκε με επιτυχία στο ISS κατά τη διάρκεια του πειράματος Genes in Space-1. Από το Σεπτέμβριο έως τον Μάρτιο του 2016, αυτό το πείραμα προσπάθησε να δοκιμάσει εάν οι αλλαγές στο DNA και η αποδυνάμωση του ανοσοποιητικού συστήματος (και τα δύο συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της διαστημικής πτήσης) είναι στην πραγματικότητα συνδεδεμένες.
Αυτή η δοκιμή θα συνεχιστεί αυτό το καλοκαίρι με το πείραμα Genes in Space-2. Από τον Απρίλιο έως τον Σεπτέμβριο, αυτό το πείραμα θα μετρήσει πώς η διαστημική πτήση επηρεάζει τα τελομερή - τα προστατευτικά καλύμματα στα χρωμοσώματά μας που σχετίζονται με καρδιαγγειακές παθήσεις και καρκίνους.
Το MinION, εν τω μεταξύ, είναι μια φορητή συσκευή που αναπτύχθηκε από την Oxford Nanopore Technologies. Με δυνατότητα ανάλυσης αλληλουχιών DNA και RNA, αυτή η τεχνολογία επιτρέπει ταχεία ανάλυση που είναι επίσης φορητή και επεκτάσιμη. Έχει ήδη χρησιμοποιηθεί εδώ στη Γη και δοκιμάστηκε με επιτυχία στο ISS ως μέρος της έρευνας Biomolecule Sequencer νωρίτερα αυτό το έτος.
Σε συνδυασμό με κάποια πρόσθετα ένζυμα για να αποδείξουν την ενίσχυση του DNA, το πείραμα Genes in Space-3 θα επιτρέψει στους αστροναύτες να φέρουν το εργαστήριο στους μικροοργανισμούς, αντί για το αντίστροφο. Αυτό θα αποτελείται από μέλη του πληρώματος που θα συλλέγουν δείγματα από το διαστημικό σταθμό και στη συνέχεια θα τα καλλιεργούν στο εργαστήριο σε τροχιά. Στη συνέχεια, τα δείγματα θα προετοιμαστούν για προσδιορισμό αλληλουχίας χρησιμοποιώντας το miniPCR και θα καθοριστούν αλληλουχίες και θα ταυτοποιηθούν χρησιμοποιώντας το MinION.
Όπως εξήγησε η Sarah Stahl, μικροβιολόγος και επιστήμονας του έργου, αυτό θα επιτρέψει στα πληρώματα να καταπολεμήσουν την εξάπλωση μολυσματικών ασθενειών και βακτηρίων. «Το ISS είναι πολύ καθαρό», είπε. «Βρίσκουμε πολλούς μικροοργανισμούς που σχετίζονται με τον άνθρωπο - πολλά κοινά βακτήρια όπως Σταφυλόκοκκος και Βακίλλος και διαφορετικούς τύπους γνωστών μυκήτων όπως Aspergillus και Πενικίλιο.”
Εκτός από τη δυνατότητα διάγνωσης ασθενειών και λοιμώξεων σε πραγματικό χρόνο, το πείραμα θα επιτρέψει νέα και συναρπαστική έρευνα στο ISS. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει τον εντοπισμό ζωής που βασίζεται στο DNA σε άλλους πλανήτες, τα δείγματα των οποίων θα επιστρέφονταν στο ISS μέσω ανιχνευτή. Επιπλέον, εάν και μικρόβια όρνιθας κυμαίνονται στο διάστημα, θα μπορούσαν να επιστραφούν στον ISS για γρήγορη ανάλυση.
Ένα άλλο όφελος του προγράμματος θα προέλθει από τους επιστήμονες που βασίζονται στη Γη και έχουν τη δυνατότητα πρόσβασης στα πειράματα που πραγματοποιούνται στο ISS σε πραγματικό χρόνο. Και οι επιστήμονες εδώ στη Γη θα επωφεληθούν επίσης από τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται, τα οποία θα επιτρέψουν φθηνούς και αποτελεσματικούς τρόπους διάγνωσης ιών, ειδικά σε μέρη του κόσμου όπου δεν είναι δυνατή η πρόσβαση σε εργαστήριο.
Για άλλη μια φορά, η ανάπτυξη συστημάτων και εργαλείων για χρήση στο διάστημα - ένα περιβάλλον που συνήθως δεν ευνοεί τις τεχνολογίες που βασίζονται στη Γη - προσφέρει εφαρμογές που υπερβαίνουν τα διαστημικά ταξίδια. Και τα επόμενα χρόνια, η γενετική έρευνα που βασίζεται σε ISS θα μπορούσε να βοηθήσει στη συνεχιζόμενη αναζήτηση για εξωγήινη ζωή, καθώς και να παράσχει νέες ιδέες για θεωρίες όπως η πανσπερμία (δηλαδή ο Κόσμος που δημιουργείται με ζωή από κομήτες, αστεροειδείς και πλανητοειδή).
Φροντίστε να απολαύσετε αυτό το βίντεο με τίτλο "Cosmic Carpool", ευγενική προσφορά του Johnson Space Center της NASA:
