Vědci poprvé identifikovali neznámé bakterie přímo ve vesmíru

Identifikace neznámých mikroorganismů přímo ve vesmíru, na palubě mezinárodní vesmírné stanice, představuje obrovský milník v mikrobiologii a výzkumu vesmíru. Odborníkům týmu „Genes in Space-3“ se to podařilo jako prvním. Uskutečnili celý proces od izolace bakterií na agarovou půdu, izolaci DNA, PCR až po samotné přečtení sekvencí. Pro poslední krok využili doslova revoluční sekvenátor MinION velikosti USB flash disku.

To, že se podařilo úspěšně izolovat a identifikovat mikroorganismy přímo ve vesmíru, na orbitální stanici, bez nutnosti posílat vzorky do laboratoří na Zemi, je velikým průlomem v mikrobiologii. Umožní to např. rychlou identifikaci případných patogenů způsobujících nemoci astronautů, ale také pilotní výzkum neznámých bakterií, které mohou obývat jiná vesmírná tělesa v naší sluneční soustavě. Samozřejmě pouze tehdy, pokud by jejich organismus byl založený na DNA.

Vědci si experiment na orbitální stanici rozdělili na dvě fáze. V první fázi sbírali vzorky s mikroorganismy a pomocí oblíbené metody PCR (polymerázová řetězová reakce) množili specifické sekvence DNA, které ve druhé fázi přečetli a na základě porovnání sekvencí se známými sekvencemi mikroorganismů v databázích také určili studované bakterie v odebraných vzorcích.

Na vesmírné stanici se provádí rutinní mikrobiální monitoring, kdy se Petriho misky s živným agarem otisknou na určených místech stanice a pokud po několika dnech na misce narostou bakteriální kolonie, znamená to jediné: vzorek obsahuje živé mikroorganismy. Astronautka NASA Peggy Whiston poté přenesla vybrané kolonie do mikrozkumavek a izolovala z nich mikrobiální DNA. V době, kdy vědci na orbitální stanici izolovali DNA, se blížil k Hustonu hurikán Harvey, což výrazně zkomplikovalo komunikaci mezi ISS a řídícím střediskem. Vědci byli nuceni improvizovat a podařilo se jim spojení se stanicí udržet. K historickému milníku ve čtení DNA na oběžné dráze tak došlo během zuřícího hurikánu.

Peggy Whiston s využitím nejmenšího sekvenátoru na světě, MinIONu, přečetla geny odebraných bakterií. Data z přístroje poté zaslala do pozemního řídícího střediska, kde je kolegové z týmu Genes in Space-3 analyzovali. „Dostanete do ruky grafy plné klikyháků a z toho musíte dostat písmena genetického kódu, jmenovitě A, C, T a G“, říká s nadsázkou Aaron Burton, biochemik NASA, který měl na starost analýzu dat ze sekvenátoru MinION. Před zraky vědců tak po chvíli začaly vyskakovat údaje o mikroskopických obyvatelích vesmírné orbitální stanice. Data však bylo třeba ověřit v laboratořích na Zemi. Po přistání byly vzorky znovu prostudovány, aby badatelé ověřili správnost analýzy na orbitální stanici. Všechny testy dopadly na 100% shodně s testy na orbitální stanici a vědci si mohli zaslouženě říci: „Dokázali jsme to, poprvé jsme identifikovali mikroorganismy přímo na stanici!“.

Sarah Wallance, mikrobioložka NASA a hlavní řešitelka projektu dodává:“ Bylo to úsilí mnoha lidí, kteří pracovali na dílčích částech projektu. Bylo třeba vyladit extrakci DNA i reakci PCR, a to v podmínkách mikrogravitace. Vše jsme zvládli. Od této chvíle můžeme provádět genetické analýzy a identifikace neznámých mikroorganismů přímo ve vesmíru. To je klíčový krok pro výzkum života ve vesmíru.“ 

Autor: Ing. Jiří Bárta, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

NASA/Johnson Space Center. "Genes in Space-3 successfully identifies unknown microbes in space: First-ever sample-to-sequence process entirely aboard the space station." ScienceDaily. ScienceDaily, 29 December 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171229135307.htm>.