Berusaha untuk lebih memahami mikroba yang lahir di luar angkasa, NASA telah memulai sebuah program yang dikenal sebagai Genes in Space-3 - sebuah upaya kolaborasi yang akan mempersiapkan, mengurutkan, dan mengidentifikasi organisme yang tidak dikenal, seluruhnya dari ruang angkasa. Bagi mereka yang mungkin berpikir bahwa ini sangat mirip dengan film Kehidupan - di mana para astronot menghidupkan kembali organisme asing di Stasiun Luar Angkasa Internasional dan semua orang mati! - yakinlah, ini bukan pengaturan untuk beberapa film horor.
Sebenarnya, ini merupakan pengembangan perubahan-permainan yang dibangun di atas pencapaian baru-baru ini, di mana DNA pertama kali disintesis oleh astronot NASA Kate Rubin di Stasiun Luar Angkasa Internasional pada 2016. Ke depan, program Gen in Space-3 akan memungkinkan para astronot di atas ISS untuk mengumpulkan sampel mikroba dan mempelajarinya secara in-house, daripada harus mengirimnya kembali ke Bumi untuk dianalisis.
Eksperimen sebelumnya yang dilakukan oleh Rubin - yang merupakan bagian dari penyelidikan Sequencer Biomolecule - berusaha menunjukkan bahwa sekuensing DNA layak dilakukan di pesawat ruang angkasa yang mengorbit. Gen in Space-3 berupaya membangunnya dengan menetapkan proses persiapan sampel DNA yang memungkinkan kru ISS mengidentifikasi mikroba, memantau kesehatan awak, dan membantu dalam pencarian kehidupan berbasis DNA di tempat lain di Tata Surya.
Seperti yang dikatakan Sarah Wallace - ahli mikrobiologi NASA dan Principal Investigator (PI) proyek di Johnson Space Center - dalam siaran pers baru-baru ini:
“Kami telah mengalami kontaminasi di bagian-bagian stasiun tempat jamur terlihat tumbuh atau biomaterial telah dikeluarkan dari garis air yang tersumbat, tetapi kami tidak tahu apa itu sampai sampel kembali ke laboratorium. Di ISS, kita dapat secara teratur memasok kembali desinfektan, tetapi saat kita bergerak di luar orbit rendah Bumi di mana kemampuan untuk memasok lebih jarang, mengetahui apa yang harus didisinfeksi atau tidak menjadi sangat penting. ”
Dikembangkan dalam kemitraan oleh Johnson Space Center dan Boeing NASA (dan disponsori oleh ISS National Lab), proyek ini menyatukan dua alat biologi molekuler yang sebelumnya telah diuji coba melalui luar angkasa. Pertama, ada miniPCR, perangkat yang menyalin bagian DNA yang ditargetkan dalam proses yang dikenal sebagai Reaksi Rantai Polimerase (PCR) untuk membuat ribuan salinan.
Perangkat ini dikembangkan sebagai bagian dari kompetisi Genes in Space yang dirancang siswa, dan berhasil diuji coba di ISS selama percobaan Gen in Space-1. Berjalan dari September hingga Maret 2016, percobaan ini berusaha menguji apakah perubahan pada DNA dan melemahnya sistem kekebalan (keduanya terjadi selama spaceflight) sebenarnya terkait.
Tes ini akan ditindaklanjuti musim panas ini dengan eksperimen Genes in Space-2. Berjalan dari bulan April hingga September, percobaan ini akan mengukur bagaimana spaceflight mempengaruhi telomer - tutup pelindung pada kromosom kami yang berhubungan dengan penyakit kardiovaskular dan kanker.
The MinION, sementara itu, adalah perangkat genggam yang dikembangkan oleh Oxford Nanopore Technologies. Mampu menganalisis urutan DNA dan RNA, teknologi ini memungkinkan untuk analisis cepat yang juga portabel dan dapat diukur. Ini telah digunakan di Bumi, dan telah berhasil diuji di ISS sebagai bagian dari penyelidikan Sequencer Biomolecule awal tahun ini.
Dikombinasikan dengan beberapa enzim tambahan untuk menunjukkan amplifikasi DNA, percobaan Gen in Space-3 akan memungkinkan para astronot membawa lab ke mikroorganisme, bukan sebaliknya. Ini akan terdiri dari anggota kru yang mengumpulkan sampel dari dalam stasiun luar angkasa dan kemudian membiakkannya di atas laboratorium yang mengorbit. Sampel kemudian akan disiapkan untuk sequencing menggunakan miniPCR dan diurutkan dan diidentifikasi menggunakan MinION.
Seperti Sarah Stahl, seorang ahli mikrobiologi dan ilmuwan proyek, menjelaskan, ini akan memungkinkan kru untuk memerangi penyebaran penyakit menular dan bakteri. "ISS sangat bersih," katanya. “Kami menemukan banyak mikroorganisme terkait manusia - banyak bakteri umum seperti Staphylococcus dan Basil dan berbagai jenis jamur yang dikenal suka Aspergillus dan Penisilin.”
Selain dapat mendiagnosis penyakit dan infeksi secara real-time, percobaan ini akan memungkinkan untuk penelitian baru dan menarik di atas ISS. Ini dapat termasuk mengidentifikasi kehidupan berbasis DNA di planet lain, yang sampelnya akan dikembalikan ke ISS melalui penyelidikan. Selain itu, jika dan ayam mikroba ditemukan mengambang di ruang angkasa, mereka dapat dikembalikan ke ISS untuk analisis cepat.
Manfaat lain dari program ini akan datang dari para ilmuwan berbasis bumi yang dapat mengakses percobaan yang terjadi di kapal ISS secara real-time. Dan para ilmuwan di Bumi ini juga akan mendapat manfaat dari alat yang digunakan, yang akan memungkinkan cara yang murah dan efektif untuk mendiagnosis virus, terutama di bagian dunia di mana akses ke laboratorium tidak memungkinkan.
Sekali lagi, pengembangan sistem dan alat untuk digunakan di luar angkasa - lingkungan yang biasanya tidak kondusif untuk teknologi berbasis Bumi - menawarkan aplikasi yang jauh melampaui perjalanan ruang angkasa. Dan di tahun-tahun mendatang, penelitian genetik berbasis ISS dapat membantu dalam pencarian berkelanjutan untuk kehidupan ekstra-terestrial, serta memberikan wawasan baru ke dalam teori-teori seperti panspermia (mis. Kosmos yang diunggulkan dengan kehidupan oleh komet, asteroid, dan planetoid).
Pastikan untuk menikmati video ini berjudul "Cosmic Carpool", milik Pusat Antariksa Johnson NASA:
