במאמץ להבין יותר אודות חיידקים ילידי חלל, נאס"א יזמה תוכנית המכונה גנים בחלל -3 - מאמץ שיתופי שתכין, רצף וזיהוי אורגניזמים לא מוכרים, לחלוטין מהחלל. למי שאולי חושב שזה נשמע כמו הסרט החיים - שם אסטרונאוטים מחיים אורגניזם חייזרי בתחנת החלל הבינלאומית וכולם מתים! - סמוך ובטוח, זה לא ההגדרה לאיזה סרט אימה.
למען האמת, זה מייצג התפתחות שמשנה את המשחק שבונה על הישגים אחרונים, שבהם DNA סונתז לראשונה על ידי אסטרונאוט נאס"א קייט רובין על סיפון תחנת החלל הבינלאומית בשנת 2016. במבט קדימה, התוכנית Genes in Space-3 תאפשר לאסטרונאוטים על סיפונה של ISS לאסוף דגימות של חיידקים ולחקור אותם בתוך הבית, במקום שנצטרך לשלוח אותם חזרה לכדור הארץ לניתוח.
הניסויים הקודמים שביצע רובין - שהיו חלק מחקירת Biomolecule Sequencer - ביקשו להמחיש כי רצף DNA יכול להימצא בחללית. הגנים בחלל -3 מבקשים לבנות על כך באמצעות הקמת תהליך הכנת דגימות DNA המאפשר לצוותי ISS לזהות חיידקים, לפקח על בריאות הצוות ולסייע בחיפוש אחר חיים מבוססי DNA במקום אחר במערכת השמש.
כפי שאמרה שרה וואלאס - מיקרוביולוגית של נאס"א והחוקרת הראשית בפרויקט (PI) במרכז החלל ג'ונסון - בהודעה לעיתונות שפורסמה לאחרונה:
"עברנו זיהום בחלקים מהתחנה שבהם נצפה פטריות גדלות או שהביו-חומר נשלף מקו מים סתום, אבל אין לנו מושג מה זה עד שהמדגם יחזור למעבדה. ב- ISS, אנו יכולים לספק חומרי חיטוי מחדש באופן קבוע, אך ככל שאנו עוברים למסלול כדור הארץ הנמוך בו היכולת לאספקה חוזרת נפוצה פחות, הידיעה מה לחטא או לא הופכת חשובה מאוד. "
פרויקט זה, שפותח בשותפות על ידי מרכז החלל ג'ונסון של נאס"א ובואינג (ובחסות המעבדה הלאומית של ISS), משלב שני כלים לביולוגיה מולקולרית שנבדקה בעבר על ידי חלל. ראשית, יש miniPCR, מכשיר המעתיק חתיכות DNA ממוקדות בתהליך המכונה Polymerase Chain Reaction (PCR) כדי ליצור אלפי עותקים.
מכשיר זה פותח כחלק מתחרות ה- Genes in Space המתוכננת על ידי התלמידים, ונבדק בהצלחה על סיפון ה- ISS במהלך הניסוי Genes in Space-1. החל מספטמבר עד מרץ 2016, ניסוי זה ביקש לבדוק אם השינויים ב- DNA והיחלשות מערכת החיסון (שניהם מתרחשים במהלך טיסה בחלל) קשורים למעשה.
מבחן זה יימשך בקיץ הקרוב עם הניסוי Genes in Space-2. החל מאפריל עד ספטמבר, ניסוי זה ימדד את האופן בו זרימת החלל משפיעה על הטלומרים - כובעי המגן בכרומוזומים שלנו הקשורים למחלות לב וכלי דם וסרטן.
ה- MinION, בינתיים, הוא מכשיר כף יד שפותח על ידי Oxford Nanopore Technologies. המסוגלת לנתח רצפי DNA ו- RNA, טכנולוגיה זו מאפשרת ניתוח מהיר שהוא גם נייד וניתן להרחבה. הוא כבר שימש כאן בכדור הארץ, ונבדק בהצלחה על סיפון ה- ISS כחלק מחקירת Biomolecule Sequencer בתחילת השנה.
בשילוב כמה אנזימים נוספים להפגנת הגברה של DNA, הניסוי Genes in Space-3 יאפשר לאסטרונאוטים להביא את המעבדה למיקרואורגניזמים ולא להיפך. זה מורכב מאנשי צוות שאוספים דגימות מתחנת החלל ואז מטפחים אותם על סיפון המעבדה המקיפה. לאחר מכן, הדגימות יוכנו לרצף באמצעות miniPCR ויורצבו ויזוהו באמצעות ה- MinION.
כפי שהסבירה שרה שטאהל, מיקרוביולוגית ומדענית פרויקטים, הדבר יאפשר לצוותים להילחם בהתפשטות מחלות זיהומיות וחיידקים. "ה- ISS מאוד נקי," אמרה. "אנו מוצאים המון מיקרואורגניזמים הקשורים לבני אדם - הרבה חיידקים נפוצים כמו סטפילוקוקוס ו Bacillus וסוגים שונים של פטריות מוכרות כמו אספרגילוס ו פניציליום.”
בנוסף ליכולת לאבחן מחלות וזיהומים בזמן אמת, הניסוי יאפשר מחקר חדש ומרתק על סיפון ה- ISS. זה יכול לכלול זיהוי חיים מבוססי DNA על כוכבי לכת אחרים, שהדגימות שלהם יוחזרו ל- ISS באמצעות בדיקה. בנוסף, אם נמצאו חיידקים של תרנגולת ומרחפים בחלל, ניתן היה להחזירם ל- ISS לצורך ניתוח מהיר.
יתרון נוסף של התוכנית יגיע מכך שמדענים מבוססי כדור הארץ יוכלו לגשת לניסויים המתקיימים על סיפון ה- ISS בזמן אמת. ומדענים כאן על כדור הארץ ייהנו גם מהכלים בהם נעשה שימוש, שיאפשרו דרכים זולות ויעילות לאבחון וירוסים, במיוחד באזורים בעולם בהם אין אפשרות להגיע למעבדה.
שוב, פיתוח מערכות וכלים לשימוש בחלל - סביבה שאינה בדרך כלל תורמת לטכנולוגיות מבוססות כדור הארץ - מציעה יישומים שהם הרבה מעבר לנסיעות בחלל. ובשנים הבאות, מחקר גנטי מבוסס ISS יכול לעזור בחיפוש המתמשך אחר חיים חוץ-ארציים, כמו גם לספק תובנות חדשות על תיאוריות כמו פנספרמיה (כלומר הקוסמוס שמזרע חיים על ידי שביטים, אסטרואידים ופלנטואידים).
הקפידו ליהנות מהסרטון הזה שכותרתו "קוסמיק קרפול", באדיבות מרכז החלל ג'ונסון של נאס"א:
