NASAは宇宙で生まれた微生物について理解を深めるために、Genes in Space-3と呼ばれるプログラムを開始しました。これは、宇宙から完全に未知の生物を準備、配列決定、特定するための共同作業です。これは映画のように聞こえると思っている人のために 生活 –宇宙飛行士が国際宇宙ステーションでエイリアンの生物を復活させ、誰もが死ぬ場所！ –安心してください。これはホラー映画の設定ではありません。
実際、これは、DNAが2016年に国際宇宙ステーションに搭載されたNASA宇宙飛行士のケイトルビンによって最初に合成された最近の成果に基づいて、画期的な変化を遂げています。今後、Genes in Space-3プログラムは、ISSに搭乗する宇宙飛行士を許可します微生物のサンプルを収集して社内で調査するため、分析のために微生物を地球に送り返す必要はありません。
生体分子シーケンサーの調査の一部であるルービンによって行われた以前の実験は、DNAシーケンスが軌道を回る宇宙船で実行可能であることを実証しようとしました。 Genes in Space-3は、ISSの乗組員が微生物を識別し、乗組員の健康状態を監視し、太陽系の他の場所でのDNAベースの生命の探索を支援できるDNAサンプル準備プロセスを確立することで、その上に構築しようとしています。
NASAの微生物学者であり、ジョンソン宇宙センターでのプロジェクトの主任調査官（PI）であるサラウォレスは、最近のプレスリリースで次のように述べています。
「ステーションの一部で菌類の成長が見られたり、詰まった送水管から生体材料が引き抜かれたりして汚染がありましたが、サンプルがラボに戻されるまで、それが何であるかわかりません。 ISSでは、定期的に消毒剤を再供給できますが、再供給の頻度が少ない低地球軌道を超えると、消毒すべきかどうかを知ることが非常に重要になります。」
このプロジェクトは、NASAのジョンソンスペースセンターとボーイング（およびISSナショナルラボが後援）が共同で開発したもので、これまで宇宙飛行でテストされた2つの分子生物学ツールを統合しています。まず、miniPCRがあります。これは、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）と呼ばれるプロセスで対象となるDNAの断片をコピーし、何千ものコピーを作成するデバイスです。
このデバイスは、学生が設計したGenes in Spaceコンテストの一環として開発され、Genes in Space-1の実験中にISSでのテストに成功しました。 2016年9月から3月にかけて実施されたこの実験は、DNAの変化と免疫系の弱体化（どちらも宇宙飛行中に発生する）が実際に関連しているかどうかをテストしようとしました。
このテストはこの夏、Genes in Space-2実験でフォローアップされます。 4月から9月にかけて行われるこの実験では、宇宙飛行がテロメアに及ぼす影響を測定します。テロメアとは、心臓血管疾患や癌に関連する染色体上の保護キャップです。
一方、MinIONは、Oxford Nanopore Technologiesが開発したハンドヘルドデバイスです。 DNAおよびRNAシーケンスの分析が可能なこのテクノロジーにより、移植性と拡張性を備えた迅速な分析が可能になります。これはすでに地球上で使用されており、今年初めの生体分子シーケンサーの調査の一環として、ISSでのテストに成功しています。
Genes in Space-3実験では、追加の酵素と組み合わせて、宇宙飛行士が実験室を微生物に持ち込むことができます。逆ではありません。これは、宇宙ステーション内からサンプルを収集し、軌道に乗っている実験室でそれらを培養する乗組員で構成されます。その後、サンプルは、miniPCRを使用してシーケンシング用に準備され、MinIONを使用してシーケンスおよび識別されます。
微生物学者でプロジェクトサイエンティストのサラスタールが説明したように、これにより乗組員は感染症や細菌の蔓延と戦うことができます。 「ISSはとても清潔です」と彼女は言った。 「私たちは多くの人間関連微生物を発見しました–多くの一般的な細菌のような ブドウ球菌 そして バチルス のようなおなじみの菌の種類 アスペルギルス そして ペニシリウム.”
病気や感染症をリアルタイムで診断できることに加えて、実験はISSに搭載された新しくてエキサイティングな研究を可能にします。これには、他の惑星上のDNAベースの生命を特定することが含まれ、そのサンプルはプローブを介してISSに戻されます。また、宇宙空間で浮遊している鶏や鶏の微生物が発見された場合は、ISSに戻して迅速に分析することができます。
このプログラムのもう1つのメリットは、ISSで行われている実験にリアルタイムでアクセスできる地球ベースの科学者から得られることです。また、地球上の科学者は、採用されているツールの恩恵も受けます。これにより、特に研究室にアクセスできない世界の地域で、ウイルスを診断するための安価で効果的な方法が可能になります。
繰り返しになりますが、宇宙で使用するためのシステムとツールの開発は、通常、地球ベースのテクノロジーを助長しない環境ですが、宇宙旅行をはるかに超えるアプリケーションを提供しています。そして今後数年間で、ISSベースの遺伝子研究は、地球外生命の進行中の探索に役立ち、パンスペルミア（すなわち、彗星、小惑星および小惑星によって生命が種を与えられる宇宙）のような理論への新しい洞察を提供する可能性があります。
NASAのジョンソンスペースセンターの厚意により、「コズミックカープール」というタイトルのこのビデオをお楽しみください。
