NASA首次在太空完成RNA直接测序

【字体: 时间:2018年09月04日 来源:生物通

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  去年底,美国宇航员在国际空间站首次完成了DNA测序,而不用将样本运送回地球。如今,他们又利用Oxford Nanopore的MinION测序仪,在太空成功完成了RNA直接测序。

  

去年底,美国宇航员在国际空间站首次完成了DNA测序,而不用将样本运送回地球。如今,他们又利用Oxford Nanopore的MinION测序仪,在太空成功完成了RNA直接测序。

这项工作是基于前人的努力。2016年8月,美国宇航员Kate Rubins首次在微重力的环境下完成了DNA测序工作。2017年底,另一名宇航员Peggy Whitson又利用DNA测序来分析国际空间站中的微生物DNA。

目前,一个称为BEST(生物分子提取和测序技术)的项目正在国际空间站开展。美国宇航局(NASA)的科学家计划通过三种方式推进太空测序:鉴定现有方法无法检测的空间站微生物,评估因太空飞行而导致的微生物突变,以及开展RNA直接测序。

(图片来源:NASA)

这一次,宇航员Ricky Arnold利用MinION测序仪来直接测序RNA链。通过DNA和RNA测序,研究人员有望鉴定空间站的微生物,鉴定太空飞行时人体微生物组的变化,在微重力条件下开展生物医学研究,甚至检测外星生命。

NASA的资深专家Isidro Reyna将此次实验称为“历史性里程碑”。他指出,这些实验有望改变宇航员健康方面的研究,并了解从微生物到植物再到宇航员等各种生物如何适应国际空间站的生活条件。

通过RNA测序,研究人员能够获得特定细胞在特定时间如何起作用的快照。比如,与正常细胞相比,肿瘤细胞的不同基因将上调或下调。RNA信息还有助于深入了解人类或植物的其他疾病,因为病毒通常带有RNA基因组。

传统的测序方法是将RNA转化成cDNA,然后开展测序。这个过程可能导致信息丢失。于是,NASA的研究人员利用纳米孔测序技术,在国际空间站直接开展RNA测序。

共同参与研究的Aaron Burton表示:“MinION检测电流的变化,因此它能直接测序RNA和DNA。利用其他平台,你必须首先将RNA转化成DNA,而这种额外的处理将造成数据偏差,让你错过一些正在发生的事情。RNA直接测序带来了实时的基因表达数据。”

这项研究的负责人Sarah Wallace认为:“之前,我们只能将样本送回地面,才能看到这些变化。我们知道基因表达发生变化,但冷冻样本,并将其送回地面,这可能造成一些其他的改变。如果我们能够在国际空间站获得数据,那也许迥然不同。”(生物通 薄荷)

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