NASA首次在太空完成测序全过程

【字体: 时间:2018年01月03日 来源:生物通

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  近日,美国宇航局(NASA)首次在国际空间站上完成了从样本到测序的整个过程。之前的样本都是送回地球进行样本制备、测序和分析。这种在太空中鉴定微生物的能力将有助于实时诊断和治疗宇航员的疾病,并协助鉴定其他星球的生物。

生物通报道  近日,美国宇航局(NASA)首次在国际空间站上完成了从样本到测序的整个过程。之前的样本都是送回地球进行样本制备、测序和分析。这种在太空中鉴定微生物的能力将有助于实时诊断和治疗宇航员的疾病,并协助鉴定其他星球的生物。

这个名为“Genes in Space-3”的项目试图在微重力环境下建立一个完整的微生物鉴定过程,具体包括几个部分:微生物样本的采集,PCR扩增,然后是测序和鉴定微生物。NASA的宇航员Peggy Whitson在轨道实验室开展了实验,而这个项目的负责人Sarah Wallace及其团队在休斯顿观看并指导她。

首先,Whitson用培养皿接触空间站的各个表面,这是常规微生物监控中的一部分。大约一星期后,她在微重力手套箱中操作,将这些平板上生长的细菌克隆转移到微型试管中,这在太空中尚属首次。

一旦成功收集样本,Whitson就将DNA或细胞转移至miniPCR样本管中,此管包含了利用miniPCR开展DNA扩增所需的酶。之后,她将管子放置在miniPCR仪器中,启动扩增程序。在扩增完成后,Whitson用传统的微量移液器在管中加入一些酶,以纯化扩增产物,为测序做准备。miniPCR仪器由一名年仅17岁的高中生发明。

当一切准备就绪,Whitson将制备好的样本上样到流动槽中,并将流动槽插入MinION纳米孔测序仪(Oxford Nanopore Technologies)。在无人值守的情况下,测序仪运行6或48小时,然后自动关闭。数据从Surface Pro3转移到地球。

后来,当Whitson带着样本一起返回地球时,她们又在地面的实验室完成了生物化学和测序分析,以确认空间站的结果。实验进行了多次,以确认结果是否准确。每一次,地球上的结果都与轨道中的结果完全一样。

NASA表示,Genes in Space-3实验证明了这种便携式的实时DNA测序技术可应用于低重力环境下,从而有助于识别太空中的微生物,诊断传染病,并监控宇航员的健康。同时,这种技术还有望应用在新的环境中(比如国际空间站的机舱或火星表面),为微生物生态学和传染病监控提供有价值的信息。(生物通 薄荷)

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