우주에서 태어난 미생물에 대해 더 많이 이해하기 위해 NASA는 우주 3에서 유전자 (Genes in Space-3)라는 프로그램을 시작했습니다. 이것은 우주에서 알려지지 않은 유기체를 준비하고, 시퀀싱하고 식별하는 공동 노력입니다. 이것이 영화처럼 들린다 고 생각하는 사람들을 위해 생명 – 우주 비행사가 국제 우주 정거장에서 외계 생명체를 부활시키고 모두가 죽는 곳! – 안심하십시오. 일부 공포 영화의 설정은 아닙니다.
사실, 그것은 2016 년 NASA 우주 비행사 케이트 루빈 (Kate Rubin)이 DNA를 2016 년에 국제 우주 정거장에 탑승하여 처음 합성 한 최근의 성과를 바탕으로 한 게임 변화의 발전을 나타냅니다. 앞으로 Genes in Space-3 프로그램은 우주 비행사들이 ISS에 탑승 할 수있게 해줄 것입니다. 미생물 샘플을 수집하여 분석을 위해 지구로 다시 보내지 않고 사내에서 연구합니다.
Biomolecule Sequencer 조사의 일부인 Rubin이 수행 한 이전의 실험은 궤도 선 우주선에서 DNA 시퀀싱이 가능하다는 것을 보여 주려고했습니다. Space-3의 유전자는 ISS 승무원이 미생물을 식별하고 승무원 건강을 모니터링하며 태양계의 다른 곳에서 DNA 기반 생활을 찾는 데 도움을 줄 수있는 DNA 샘플 준비 과정을 확립함으로써 그 기반을 구축하려고합니다.
NASA 미생물 학자이자 Johnson Space Center의 PRI (Principal Investigator) Sarah Wallace는 최근 보도 자료에서 다음과 같이 말했습니다.
“곰팡이가 자라고있는 곳이나 막힌 수선에서 생체 물질을 뽑아 낸 역의 일부 지역에서 오염이 있었지만, 샘플이 실험실로 돌아 오기 전까지는 그것이 무엇인지 전혀 모릅니다. ISS에서 우리는 정기적으로 소독제를 재 공급할 수 있지만, 재 공급 능력이 덜 빈번한 지구 궤도를 넘어서서 소독 할 대상이 무엇인지 아는 것이 매우 중요합니다.”
NASA의 Johnson Space Center와 Boeing (ISS National Lab에서 후원)이 공동으로 개발 한이 프로젝트는 이전에 우주에서 검증 된 분자 생물학 도구 두 가지를 하나로 모았습니다. 먼저, PCR (Polymerase Chain Reaction)이라는 프로세스에서 표적 DNA 조각을 복사하여 수천 개의 복사본을 생성하는 장치 인 miniPCR이 있습니다.
이 장치는 학생이 설계 한 Spaces in Genes 경쟁의 일부로 개발되었으며 Genes in Space-1 실험 중에 ISS에서 성공적으로 테스트되었습니다. 2016 년 9 월부터 3 월까지 진행된이 실험은 DNA에 대한 변경과 면역 체계의 약화 (우주 비행 중에 발생하는)가 실제로 연결되어 있는지 테스트했습니다.
이 테스트는 올 여름에 Genes in Space-2 실험으로 이어질 것입니다. 4 월에서 9 월까지 진행되는이 실험은 우주 비행이 심혈관 질환 및 암과 관련된 염색체의 보호 캡인 텔로미어에 미치는 영향을 측정합니다.
한편 MinION은 Oxford Nanopore Technologies가 개발 한 휴대용 장치입니다. DNA 및 RNA 서열을 분석 할 수있는이 기술은 휴대용 및 확장 가능한 빠른 분석을 가능하게합니다. 이미 지구상에서 사용되었으며 올해 초 생체 분자 시퀀서 조사의 일환으로 ISS에서 성공적으로 테스트되었습니다.
DNA 증폭을 입증하기 위해 몇 가지 추가 효소와 결합 된 Spaces 3 유전자 실험은 우주 비행사가 실험실을 역전이 아닌 미생물로 가져올 수있게 해줄 것입니다. 이것은 우주 정거장 내에서 샘플을 수집하고 궤도 실험실에서 배양하는 승무원으로 구성됩니다. 그런 다음 miniPCR을 사용하여 시퀀싱을 위해 샘플을 준비하고 MinION을 사용하여 시퀀싱 및 식별합니다.
미생물 학자이자 프로젝트 과학자 사라 스탈 (Sarah Stahl)이 설명했듯이, 이는 선원들이 전염병과 박테리아의 확산에 대항 할 수있게 해줄 것입니다. “ISS는 매우 깨끗합니다.”라고 그녀는 말했습니다. “우리는 인간과 관련된 많은 미생물을 발견합니다. 포도상 구균 과 새균 다른 종류의 익숙한 곰팡이와 같은 아스 페르 길 루스 과 페니 실 리움.”
질병과 감염을 실시간으로 진단 할 수있을뿐만 아니라이 실험을 통해 ISS에 대한 새롭고 흥미로운 연구가 가능해집니다. 여기에는 다른 행성에서 DNA 기반 생명을 식별하는 것이 포함될 수 있으며, 그 샘플은 프로브를 통해 ISS로 반환됩니다. 또한, 미생물이 우주에서 떠 다니는 것을 발견하면 신속한 분석을 위해 ISS로 되돌아 갈 수 있습니다.
이 프로그램의 또 다른 이점은 지구 기반 과학자들이 ISS에 실린 실험에 실시간으로 액세스 할 수 있다는 것입니다. 그리고 지구상의 과학자들도 사용되는 도구의 혜택을 누릴 수 있습니다.이 도구는 특히 실험실에 접근 할 수없는 세계의 일부 지역에서 바이러스를 진단하는 저렴하고 효과적인 방법을 제공합니다.
다시 한 번, 우주에서 사용하기위한 시스템과 도구 (일반적으로 지구 기반 기술에 도움이되지 않는 환경)의 개발은 우주 여행을 넘어서는 응용 프로그램을 제공하고 있습니다. 그리고 앞으로 몇 년 동안 ISS 기반 유전자 연구는 지구 외의 생명체를 지속적으로 검색하는 데 도움이 될뿐만 아니라 범퍼 페르 미아 (즉, 혜성, 소행성 및 천체에 의해 생명이 심어진 우주)에 대한 새로운 통찰력을 제공 할 수 있습니다.
NASA의 Johnson Space Center에서 제공 한“Cosmic Carpool”이라는 제목의 비디오를 즐기십시오.
