發(fā)布日期：2018-01-04
近日，美國(guó)宇航局（NASA）首次在國(guó)際空間站上完成了從樣本到測(cè)序的整個(gè)過(guò)程。之前的樣本都是送回地球進(jìn)行樣本制備、測(cè)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(guò)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(cè)序和鑒定微生物。NASA的宇航員Peggy Whitson在軌道實(shí)驗(yàn)室開(kāi)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(zhǎng)的細(xì)菌克隆轉(zhuǎn)移到微型試管中，這在太空中尚屬首次。
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(kāi)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(cè)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(cè)序儀（Oxford Nanopore Technologies）。在無(wú)人值守的情況下，測(cè)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(lái)，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(cè)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(cè)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（比如國(guó)際空間站的機(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。
來(lái)源：生物通
