DNA zsekwencjonowane w przestrzeni kosmicznej

Peggy Whitson, astronautka NASA, jest pierwszą osobą, której udało się zsekwencjonować DNA nieznanych drobnoustrojów w kosmosie. Miało to miejsce na pokładzie Międzynarodowej Stacji kosmicznej ISS.

W lipcu 2016 roku na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronautka Kate Rubins z powodzeniem zsekwencjonowała DNA myszy dostarczone na pokład ISS z Ziemi. Dzięki temu stała się pierwszą osobą, która zidentyfikowała DNA ziemskiego organizmu podczas pracy w kosmosie. Jednak w ubiegłym miesiącu Peggy Whitson poszła o krok dalej.

18 grudnia NASA wydała oświadczenie prasowe donoszące o udanym pozyskaniu próbki DNA nieznanych drobnoustrojów znajdujących się na pokładzie ISS i ich późniejszym zsekwencjonowaniu oraz identyfikacji. Te "tajemnicze mikroby" okazały się być dwoma stosunkowo pospolitymi organizmami dość często związanymi z ludzkim mikrobiomem: ich łacińskie nazwy to Staphylococcus hominis i Staphylococcus capitis.

Zdjęcie: Próbki drobnoustrojów pobranych z powierzchni Międzynarodowej Stacji Kosmicznej: Staphylococcus hominis (po lewej) i Staphylococcus capitis (po prawej).
Źródło: Microbe Canvas / Paulo Henrique Orlandi Moura

Aby zidentyfikować nieznane organizmy, Whitson i jej współpracownicy musieli najpierw zebrać próbki drobnoustrojów przykładając specjalne płytki - szalki Petriego - do wewnętrznych powierzchniach stacji kosmicznej. Następnie Whitson "wzmocniła" pozyskane próbki z użyciem techniki zwanej reakcją łańcuchową polimerazy (PCR), która powiela elementy próbki drobnoustrojów poprzez kopiowanie określonego segmentu sekwencji DNA. Przeniesiono je później z szalek Petriego do małych probówek znajdujących się w module stacji Microgravity Science Glovebox (MSG). W końcu, używając przenośnego urządzenia do sekwencjonowania DNA w czasie rzeczywistym znanego jako MinION, Whitson przeanalizowała zebrane próbki.

Sekwencjonowanie DNA to technika odczytywania sekwencji, czyli kolejności par nukleotydowych w cząsteczce DNA. Cztery zasady azotowe, znane jako adenina, guanina, cytozyna i tymina, są podstawowymi cegiełkami składającymi się na każdą nić DNA dowolnego żywego organizmu na Ziemi. Analizując, w jaki sposób te cegiełki są ułożone w obrębie danego DNA, naukowcy są w stanie zidentyfikować, z jakiego organizmu ono pochodzi.

Biorąc pod uwagę fakt, że wszelkie próbki mikrobiologiczne ze stacji i statków kosmicznych były zawsze analizowane pod tym kątem dopiero po ich odesłaniu na Ziemię, zdolność do sekwencjonowania DNA w całości w Kosmosie stanowi kamień milowy w historii załogowych lotów kosmicznych. Zdaniem specjalistów z NASA może to pomóc w diagnozowaniu i leczeniu dolegliwości astronautów przebywających poza Ziemią, a także w przyszłej identyfikacji hipotetycznych form życia opartych na kodzie DNA, ale pochodzącego z innych planet.


Czytaj więcej:


Źródło: NASa, Astronomy.com

Zdjęcie: Peggy Whitson jest członkiem zespołu International Space Station’s Microgravity Science Glovebox (MSG). ISS jest w jego ramach wykorzystywana jako izolowane laboratorium do prowadzenia badań środowiskowych. Whitson wykorzystała MSG do zidentyfikowania sekwencji kodu DNA nieznanej próbki drobnoustrojów pobranych z pokładu stacji.
Źródło: NASA