Astronauté NASA poprvé přečetli DNA na oběžné dráze

Pokud se nepleteme v našich představách o vzniku života, tak DNA, klíčová biologická makromolekula, vznikla na Zemi. Lidstvo se ale poohlíží po blízkém vesmíru a z celé řady důvodů by bylo dobré, kdybychom dokázali číst sekvence DNA i ve vesmíru. Astronautům by se mohlo velice hodit přečíst DNA mikrobů, které je infikují během meziplanetárního letu. Anebo když se jim v kosmické lodi rozroste nějaká velice podezřelá plíseň. Čtení DNA by mohli využít i budoucí průzkumníci cizích vesmírných těles, pokud na nich objeví něco zajímavého.

NASA nedávno uskutečnila historický experiment, kterým všem dokázala, že to jde. Že naše metody čtení DNA fungují i na oběžné dráze, v prostředí mikrogravitace. Experiment nesl jméno Biomolecule Sequencer a klíčovou roli v něm sehrála astronautka NASA Kate Rubins, která má doktorát z mikrobiologie ze Stanfordu. Předtím se podílela na výzkumu pravých neštovic a rovněž studovala nejvražednější krvácivé horečky, jako jsou ebola nebo marburg, přičemž podnikla i výzkumnou cestu do afrického Konga.

NASA poslala v rámci experimentu Biomolecule Sequencer na Mezinárodní vesmírnou stanici ISS vzorky s DNA myši, viru a bakterie o známé sekvenci, a zároveň vybavila astronauty revoluční a komerčně dostupnou miniaturní čtečkou DNA zvanou MinION, kterou vyvinula společnost Oxford Nanopore Technologies. MinION využívá novou technologii čtení DNA pomocí nanopórů, extrémně malých otvorů v membráně, jimiž procházejí řetězce DNA. Zařízení přitom sleduje nepatrné změny proudu, které vyvolává průchod různých bází DNA.

Rubinsová během experimentu využila své zkušenosti z molekulární biologie. Když četla vzorky DNA na palubě ISS, tak přesně stejným způsobem postupovali i badatelé dole na Zemi. Experiment Biomolecule Sequencer byl nastaven tak, aby vědci mohli zjistit, zda čtení DNA nějakým způsobem ovlivňuje prostředí mikrogravitace. Jde o jediný faktor, který se lišil mezi pozemskou a vesmírnou částí experimentu.

Jak zmiňuje Aaron Burton z NASA, odborníci očekávali, že použití nanopórové čtečky MinION na oběžné dráze může přinést některé problémy. Obávali se například tvorby vzduchových bublin v kapalině uvnitř MinIONu. Na Zemi se takové bubliny dostanou do horní vrstvy kapaliny a mohou být odtamtud odstraněny centrifugací. Na oběžné dráze je osud takových bublin méně předpověditelný. Nakonec se to ale povedlo. MinION fungoval a vydržel i náročné podmínky během startu nosné rakety a letu na oběžnou dráhu.

Během příprav na experiment Biomolecule Sequencer odborníci NASA prověřili zamýšlený postup na základně NASA Extreme Environment Mission Operation (NEEMO), která je umístěna u pobřeží Floridy pod hladinou moře. Podle projektové manažerky a mikrobioložky NASA Sarah Castro-Wallace šlo všechno jako na drátku. Čtečka MinION fungovala v prostředí s různou vlhkostí, teplotou nebo tlakem.

Když vědci porovnali přečtenou DNA z pozemského pracoviště a z oběžné dráhy, tak se sekvence nijak nelišily. Dalším krokem bude otestování celého postupu čtení DNA, včetně odběru a přípravy vzorků. Pak se astronauti – biologové dostanou od známých sekvencí ke čtení DNA organismů, které najdou někde na palubě ISS a jednou třeba i jinde ve vesmíru. Vše nasvědčuje tomu, že jsme právě vstoupili do věku vesmírné molekulární biologie.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Původní zdroj:

NASA 29. 8. 2016.