Sebagai usaha untuk memahami lebih banyak mengenai mikroba yang dilahirkan di angkasa, NASA telah memulakan program yang dikenali sebagai Genes in Space-3 - usaha kolaborasi yang akan mempersiapkan, menguraikan dan mengenal pasti organisma yang tidak diketahui, sepenuhnya dari angkasa. Bagi mereka yang mungkin berfikir bahawa ini sangat menyerupai filem ini Kehidupan - di mana angkasawan menghidupkan organisma asing di Stesen Angkasa Antarabangsa dan semua orang mati! - yakinlah, ini bukan persediaan untuk beberapa filem seram.
Sebenarnya, ia mewakili perkembangan yang mengubah permainan yang berdasarkan pencapaian baru-baru ini, di mana DNA pertama kali disintesis oleh angkasawan NASA, Kate Rubin di atas Stesen Angkasa Antarabangsa pada tahun 2016. Melihat ke depan, program Gen in Space-3 akan membolehkan angkasawan di ISS untuk mengumpulkan sampel mikroba dan mempelajarinya secara dalaman, daripada harus menghantarnya kembali ke Bumi untuk dianalisis.
Eksperimen sebelumnya yang dilakukan oleh Rubin - yang merupakan sebahagian dari penyiasatan Biomolecule Sequencer - berusaha menunjukkan bahawa penjujukan DNA dapat dilaksanakan dalam kapal angkasa yang mengorbit. Gen in Space-3 berusaha untuk membangunnya dengan mewujudkan proses penyediaan sampel DNA yang akan membolehkan kru ISS mengenal pasti mikroba, memantau kesihatan kru, dan membantu pencarian kehidupan berasaskan DNA di tempat lain di Sistem Suria.
Seperti yang dikatakan oleh Sarah Wallace - ahli mikrobiologi NASA dan Penyelidik Utama (PI) projek di Pusat Angkasa Johnson - dalam siaran akhbar baru-baru ini:
"Kami mengalami pencemaran di bahagian-bahagian stesen di mana kulat dilihat tumbuh atau biomaterial ditarik keluar dari saluran air yang tersumbat, tetapi kami tidak tahu apa itu sampai sampel kembali ke makmal. Di ISS, kita dapat memasangkan semula disinfektan secara berkala, tetapi ketika kita bergerak melampaui orbit Bumi rendah di mana kemampuan untuk bekalan kurang kerap, mengetahui apa yang harus dibasmi kuman atau tidak menjadi sangat penting. "
Dibangunkan dengan kerjasama Johnson Space Center dan Boeing NASA (dan ditaja oleh Makmal Nasional ISS), projek ini menyatukan dua alat biologi molekul yang telah diuji di angkasa lepas. Pertama, ada miniPCR, sebuah alat yang menyalin kepingan DNA yang disasarkan dalam proses yang dikenali sebagai Polimerase Chain Reaction (PCR) untuk membuat ribuan salinan.
Peranti ini dikembangkan sebagai sebahagian daripada pertandingan Gen in Space yang dirancang oleh pelajar, dan berjaya diuji di ISS semasa percubaan Gen in Space-1. Berlangsung dari bulan September hingga Mac 2016, eksperimen ini berusaha untuk menguji apakah perubahan pada DNA dan kelemahan sistem imun (kedua-duanya berlaku semasa penerbangan luar angkasa) sebenarnya berkaitan.
Ujian ini akan ditindaklanjuti pada musim panas ini dengan eksperimen Genes in Space-2. Berlangsung dari bulan April hingga September, eksperimen ini akan mengukur bagaimana penerbangan ruang angkasa mempengaruhi telomeres - penutup pelindung pada kromosom kita yang berkaitan dengan penyakit kardiovaskular dan barah.
Minion, sementara itu, adalah peranti genggam yang dikembangkan oleh Oxford Nanopore Technologies. Mampu menganalisis urutan DNA dan RNA, teknologi ini memungkinkan untuk analisis pantas yang juga mudah alih dan berskala. Ini telah digunakan di Bumi, dan berjaya diuji di ISS sebagai sebahagian dari penyiasatan Biomolecule Sequencer awal tahun ini.
Dikombinasikan dengan beberapa enzim tambahan untuk menunjukkan penguatan DNA, eksperimen Gen in Space-3 akan membolehkan angkasawan membawa makmal ke mikroorganisma, dan bukannya sebaliknya. Ini terdiri daripada anak kapal yang mengumpulkan sampel dari dalam stesen angkasa dan kemudian membudidayakannya di makmal yang mengorbit. Sampel kemudian akan disiapkan untuk penjujukan menggunakan miniPCR dan dijujukan dan dikenal pasti menggunakan MinION.
Seperti yang dijelaskan oleh Sarah Stahl, ahli mikrobiologi dan saintis projek, ini akan membolehkan kru memerangi penyebaran penyakit berjangkit dan bakteria. "ISS sangat bersih," katanya. "Kami menjumpai banyak mikroorganisma yang berkaitan dengan manusia - banyak bakteria biasa seperti Staphylococcus dan Bacillus dan pelbagai jenis kulat biasa seperti Aspergillus dan Penisilin.”
Selain dapat mendiagnosis penyakit dan jangkitan dalam masa nyata, percubaan ini akan membolehkan penyelidikan baru dan menarik di ISS. Ini termasuk mengenal pasti kehidupan berdasarkan DNA di planet lain, contohnya akan dikembalikan ke ISS melalui siasatan. Di samping itu, jika dan mikroba ayam dijumpai di ruang angkasa, mikroba ayam tersebut dapat dikembalikan ke ISS untuk analisis pantas.
Manfaat lain dari program ini akan datang dari para saintis dari Bumi yang dapat mengakses eksperimen yang dilakukan di atas ISS dalam masa nyata. Dan para saintis di Bumi juga akan mendapat manfaat daripada alat yang digunakan, yang akan memungkinkan cara yang murah dan berkesan untuk mendiagnosis virus, terutamanya di bahagian dunia di mana akses ke makmal tidak mungkin dilakukan.
Sekali lagi, pengembangan sistem dan alat untuk digunakan di ruang angkasa - lingkungan yang biasanya tidak kondusif untuk teknologi berbasis Bumi - menawarkan aplikasi yang jauh melebihi perjalanan angkasa. Dan pada tahun-tahun mendatang, penyelidikan genetik berasaskan ISS dapat membantu dalam pencarian kehidupan ekstra-terestrial yang berterusan, serta memberikan pandangan baru mengenai teori-teori seperti panspermia (iaitu kosmos yang disemai dengan kehidupan oleh komet, asteroid dan planetoid).
Pastikan untuk menikmati video ini bertajuk "Cosmic Carpool", milik Pusat Angkasa Johnson NASA:
