För att förstå mer om rymdfödda mikrober har NASA initierat ett program som kallas Genes in Space-3 - en samarbetsinsats som kommer att förbereda, ordna och identifiera okända organismer, helt från rymden. För dem som kanske tänker att det låter mycket som filmen Liv - där astronauter återupplivar en främmande organism på den internationella rymdstationen och alla dör! - vara säker, det här är inte installationen för någon skräckfilm.
I själva verket representerar det en speländring som bygger på nyligen genomförda resultat, där DNA först syntetiserades av NASA-astronauten Kate Rubin ombord på den internationella rymdstationen 2016. Genom att se framåt kommer Genes in Space-3-programmet att tillåta astronauter ombord på ISS att samla in prover av mikrober och studera dem internt, snarare än att behöva skicka dem tillbaka till jorden för analys.
De tidigare experimenten som utfördes av Rubin - som var en del av Biomolecule Sequencer-undersökningen - försökte visa att DNA-sekvensering är möjlig i ett kretsande rymdskepp. Genen i rymden-3 försöker bygga vidare på det genom att etablera en DNA-provberedningsprocess som skulle göra det möjligt för ISS-besättningar att identifiera mikrober, övervaka besättningens hälsa och hjälpa till med att söka efter DNA-baserat liv någon annanstans i solsystemet.
Som Sarah Wallace - en mikrobiolog från NASA och projektets huvudundersökare (PI) vid Johnson Space Center - sa i ett pressmeddelande som nyligen gjorts:
”Vi har haft föroreningar i delar av stationen där svampar sågs växa eller biomaterial har dragits ur en igensatt vattenlinje, men vi har ingen aning om vad det är förrän provet kommer tillbaka till labbet. På ISS kan vi regelbundet återuppföra desinfektionsmedel, men när vi flyttar bortom banan med låg jord där förmågan till återupptagning är mindre ofta blir det mycket viktigt att veta vad man ska desinficera eller inte. "
Detta projekt utvecklades i samarbete av NASA: s Johnson Space Center och Boeing (och sponsras av ISS National Lab) och samlar två tidigare rymdflygningstestade molekylärbiologiska verktyg. Först finns det miniPCR, en enhet som kopierar riktade bitar av DNA i en process som kallas Polymerase Chain Reaction (PCR) för att skapa tusentals kopior.
Den här enheten utvecklades som en del av den studentdesignade Genes in Space-tävlingen och testades framgångsrikt ombord på ISS under Genes in Space-1-experimentet. Från september till mars 2016 försökte detta experiment testa om förändringarna i DNA och försvagningen av immunsystemet (som båda händer under rymdflukt) i själva verket är kopplade.
Detta test kommer att följas upp i sommar med Genes in Space-2-experimentet. Från april till september kommer detta experiment att mäta hur rymdflödet påverkar telomerer - skyddslocken på våra kromosomer som är förknippade med hjärt-kärlsjukdomar och cancer.
MinION är under tiden en handhållen enhet utvecklad av Oxford Nanopore Technologies. Denna teknik kan analysera DNA- och RNA-sekvenser och möjliggör snabb analys som också är bärbar och skalbar. Det har redan använts här på jorden och testades framgångsrikt ombord på ISS som en del av Biomolecule Sequencer-utredningen tidigare i år.
Kombinerat med några ytterligare enzymer för att demonstrera DNA-amplifiering, kommer Genes in Space-3-experimentet att tillåta astronauter att föra laboratoriet till mikroorganismerna, snarare än till det omvända. Detta kommer att bestå av besättningsmedlemmar som samlar in prover från rymdstationen och sedan odlar dem ombord på kretsloboratoriet. Proverna kommer sedan att beredas för sekvensering med användning av miniPCR och sekvensbestämda och identifierade med användning av MinION.
Som Sarah Stahl, en mikrobiolog och projektforskare, förklarade, kommer detta att göra det möjligt för besättningar att bekämpa spridningen av infektionssjukdomar och bakterier. "ISS är väldigt ren", sa hon. ”Vi hittar en hel del människoassocierade mikroorganismer - många vanliga bakterier som Stafylokock och Bacill och olika typer av bekanta svampar som Aspergillus och Penicillium.”
Förutom att kunna diagnostisera sjukdomar och infektioner i realtid kommer experimentet att möjliggöra ny och spännande forskning ombord på ISS. Detta kan inkludera identifiering av DNA-baserat liv på andra planeter, vars prover skulle återlämnas till ISS via sond. Dessutom, om och hönsmikrober finns svävande runt i rymden, kan de återlämnas till ISS för snabb analys.
En annan fördel med programmet kommer från jordbaserade forskare som kan komma åt experimenten som går ombord på ISS i realtid. Och forskare här på jorden kommer också att dra nytta av de verktyg som används, vilket möjliggör billiga och effektiva sätt att diagnostisera virus, särskilt i delar av världen där tillgång till ett laboratorium inte är möjligt.
Återigen ger utvecklingen av system och verktyg för användning i rymden - en miljö som vanligtvis inte bidrar till jordbaserad teknik - applikationer som går långt utöver rymdresan. Och under de kommande åren kan ISS-baserad genetisk forskning hjälpa till i den pågående sökningen efter utomjordiskt liv, samt ge nya insikter om teorier som panspermia (dvs kosmos som frönes med liv av kometer, asteroider och planetoider).
Se till att njuta av den här videon med titeln "Cosmic Carpool", med tillstånd av NASA: s Johnson Space Center:
