近日，美國宇航局（nasa）在空間站上完成了從樣本到測序的整個(gè)過程。之前的樣本都是送回地球進(jìn)行樣本制備、測序和分析。這種在太空中鑒定微生物的能力將有助于實(shí)時(shí)診斷和治療宇航員的疾病，并協(xié)助鑒定其他星球的生物。
這個(gè)名為“genes in space-3”的項(xiàng)目試圖在微重力環(huán)境下建立一個(gè)完整的微生物鑒定過程，具體包括幾個(gè)部分：微生物樣本的采集，pcr擴(kuò)增，然后是測序和鑒定微生物。nasa的宇航員peggy whitson在軌道實(shí)驗(yàn)室開展了實(shí)驗(yàn)，而這個(gè)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人sarah wallace及其團(tuán)隊(duì)在休斯頓觀看并指導(dǎo)她。
首先，whitson用培養(yǎng)皿接觸空間站的各個(gè)表面，這是常規(guī)微生物監(jiān)控中的一部分。大約一星期后，她在微重力手套箱中操作，將這些平板上生長的細(xì)菌克隆轉(zhuǎn)移到微型試管中，這在太空中尚屬。
一旦成功收集樣本，whitson就將dna或細(xì)胞轉(zhuǎn)移至minipcr樣本管中，此管包含了利用minipcr開展dna擴(kuò)增所需的酶。之后，她將管子放置在minipcr儀器中，啟動(dòng)擴(kuò)增程序。在擴(kuò)增完成后，whitson用傳統(tǒng)的微量移液器在管中加入一些酶，以純化擴(kuò)增產(chǎn)物，為測序做準(zhǔn)備。minipcr儀器由一名年僅17歲的高中生發(fā)明。
當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒，whitson將制備好的樣本上樣到流動(dòng)槽中，并將流動(dòng)槽插入minion納米孔測序儀（oxford nanopore technologies）。在無人值守的情況下，測序儀運(yùn)行6或48小時(shí)，然后自動(dòng)關(guān)閉。數(shù)據(jù)從surface pro3轉(zhuǎn)移到地球。
后來，當(dāng)whitson帶著樣本一起返回地球時(shí)，她們又在地面的實(shí)驗(yàn)室完成了生物化學(xué)和測序分析，以確認(rèn)空間站的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了多次，以確認(rèn)結(jié)果是否準(zhǔn)確。每一次，地球上的結(jié)果都與軌道中的結(jié)果完全一樣。
nasa表示，genes in space-3實(shí)驗(yàn)證明了這種便攜式的實(shí)時(shí)dna測序技術(shù)可應(yīng)用于低重力環(huán)境下，從而有助于識(shí)別太空中的微生物，診斷傳染病，并監(jiān)控宇航員的健康。同時(shí)，這種技術(shù)還有望應(yīng)用在新的環(huán)境中（比如空間站的機(jī)艙或火星表面），為微生物生態(tài)學(xué)和傳染病監(jiān)控提供有價(jià)值的信息。
編輯點(diǎn)評(píng)
在太空中測序生物體的dna，這標(biāo)志著科學(xué)和醫(yī)學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。通過太空中的dna測序，宇航員可以診斷疾病，鑒定空間站中的微生物，并確定它們是否存在健康威脅。太空中的測序儀將是一個(gè)重要的工具，在長時(shí)間的火星之旅中保護(hù)宇航員的健康，而未來的探險(xiǎn)家也可以利用此技術(shù)來鑒定地球以外的dna生命形式。
（原標(biāo)題：nasa在太空完成測序全過程）