Бортовая лаборатория: астронавты учатся идентифицировать микробов прямо в космосе
МКС – обычно довольно чистое место. Но там, где есть люди, есть и микроорганизмы. И астронавтам, находясь вдали от дома, важно знать о своих "соседях". Новый проект НАСА намерен создать технологию, которая поможет астронавтам идентифицировать микроорганизмов прямо на борту станции.
Международная космическая станция (МКС) — обычно довольно чистое место. Но там, где есть люди, есть и микроорганизмы. И когда человек находится по сути внутри гигантского куска металла в 400 километрах от поверхности планеты, ему действительно важно знать о своих потенциальных "соседях".
Но сейчас единственный способ определить природу загрязняющих веществ на станции – это собрать образцы и отправить их на Землю. "У нас уже были загрязняющие вещества в некоторых частях станции, где росли грибки. Биоматериал извлекался из засорившегося водопровода. Но мы понятия не имеем, с чем имеем дело, пока образец не проверят в наземной лаборатории", — говорит микробиолог НАСА Сара Уоллес (Sarah Wallace).
Как правило, это не такая уж и большая проблема для астронавтов, которые обеспечены достаточным количеством дезинфицирующих средств. Но многие специалисты хотели бы получить возможность проворить анализы, что называется, не отходя от кассы – прямо в космосе. Большим преимуществом такие анализы будут и для будущих миссий (например, марсианских).
"Когда мы выходим за пределы низкой околоземной орбиты, где уменьшается возможность частого пополнения запасов, важно знать, что действительно необходимо дезинфицировать, а что нет", — говорит Уоллес.
По этой причине специалисты НАСА работают над новым проектом "Genes in Space-3" ("Гены в космосе – 3"). Цель программы – создать удобную систему для секвенирования ДНК различных микроорганизмов прямо на борту МКС.
Эксперименты проекта демонстрируют способы, как с помощью портативного прибора, который секвенирует ДНК в режиме реальном времени, можно анализировать микробиальную экологию, диагностировать инфекционные болезни и даже следить за здоровьем экипажа МКС, сообщается на сайте проекта.
Только в прошлом году молекулярный биолог и астронавт Кэтлин Рубинс (Kathleen Rubins) стала первым человеком, который секвенировал ДНК в космосе. Она использовала небольшое устройство под названием MinION, которое проводит нанопоровое секвернирование с целью анализа ДНК и РНК в режиме реального времени. Такие устройства как MinION обычно используются, что называется, в полевых условиях, чтобы отслеживать распространение вирусов Эболы и Зика, либо для изучения различных образцов в отдалённых регионах, скажем, в Антарктиде.
Однако до начала опытов с MinION на МКС исследователи не были уверены, сработает ли он в условиях микрогравитации. С целью проверки работоспособности аппарата учёные отправили на станцию образцы мышиной, вирусной и бактериальной ДНК, а затем сравнили полученные Рубинс результаты с данными лаборатории на Земле. Так MinION подтвердил свою "профпригодность".
Специалисты говорят, что, если человечество намерено обнаружить инопланетную жизнь, то оно должно научиться идентифицировать неизвестные организмы прямо в космосе. И чтобы проводить подобные анализы, необходимо сперва подготовить образцы. Для этого у НАСА есть устройство под названием miniPCR.
Его разработала 17-летняя студентка Анна-София Богураев (Anna-Sophia Boguraev). Аппарат помогает выполнять полимеразную цепную реакцию на образце ДНК так, что его затем можно проанализировать.
"Совместное использование устройств позволяет нам принести лабораторию к образцам, а не доставлять образцы в лабораторию", — говорит биохимик НАСА Аарон Бартон (Aaron Burton).
По мнению Уоллес, бортовой секвенсор даст возможность экипажу собрать о своей среде все сведения в любое время.
Кроме того, МКС по сути является гигантской космической лабораторией, и дополнительные инструменты молекулярной биологии помогут учёным проводить множество различных экспериментов прямо на борту.
Вполне возможно, что подобные технологии пригодятся и в будущих миссиях по поиску жизни в космосе. Напомним, что такими "мишенями", помимо Марса, могут стать уже в ближайшее время спутники Юпитера и Сатурна.