Ser capaz de identificar microbios en tiempo real a bordo de la Estación Espacial Internacional, sin tener que enviarlos de vuelta a la Tierra para su identificación primero, sería revolucionario para el mundo de la microbiología y la exploración espacial. El equipo de Genes in Space-3 aprovechó esa posibilidaden realidad este año, cuando completó el primer proceso de muestra a secuencia por completo a bordo de la estación espacial.
La capacidad de identificar microbios en el espacio podría ayudar a diagnosticar y tratar enfermedades de los astronautas en tiempo real, así como ayudar a identificar la vida basada en el ADN en otros planetas. También podría beneficiar otros experimentos a bordo del laboratorio en órbitaIdentificar microbios implica aislar el ADN de las muestras y luego amplificar, o hacer muchas copias, de ese ADN que luego puede secuenciarse o identificarse.
La investigación se dividió en dos partes: la recolección de las muestras microbianas y la amplificación por reacción en cadena de la polimerasa PCR, luego la secuenciación e identificación de los microbios. La astronauta de la NASA, Peggy Whitson, realizó el experimento a bordo del laboratorio en órbita, con el microbiólogo de la NASA yla investigadora principal del proyecto, Sarah Wallace, y su equipo la observan y la guían desde Houston.
Como parte del monitoreo microbiano regular, las placas de Petri se tocaron en varias superficies de la estación espacial. Trabajando dentro de la Microgravity Science Glovebox MSG aproximadamente una semana después, Whitson transfirió células de colonias bacterianas en crecimiento en esas placas a tubos de ensayo en miniatura,algo que nunca antes se había hecho en el espacio.
Una vez que las células se recolectaron con éxito, llegó el momento de aislar el ADN y prepararlo para la secuenciación, permitiendo la identificación de organismos desconocidos, otra primicia para la microbiología espacial. Sin embargo, un evento climático histórico amenazó la capacidad del equipo de tierra paraguiar el progreso del experimento.
"Comenzamos a escuchar los informes del huracán Harvey la semana entre Peggy realizando la primera parte de la recolección de la muestra y preparándose para la secuencia real", dijo Wallace.
Cuando JSC se volvió inaccesible debido a las condiciones peligrosas de las carreteras y el aumento de las aguas de inundación, el equipo del Centro de Integración de Operaciones de Carga de Marshall Space Flight Center en Huntsville, Alabama, que sirve como "Control de Misión" para toda la investigación de la estación, trabajó para conectar Wallace con Whitsonusando el teléfono celular personal de Wallace.
Con un huracán causando estragos en el exterior, Wallace y Whitson se dispusieron a hacer historia. Wallace ofreció su apoyo a Whitson, un bioquímico, mientras usaba el dispositivo MinION para secuenciar el ADN amplificado. Los datos se vincularon al equipo en Houston para su análisis.e identificación.
"Una vez que obtuvimos los datos sobre el terreno, pudimos darle la vuelta y comenzar a analizarlos", dijo Aaron Burton, bioquímico de la NASA y co-investigador del proyecto. "Obtiene todos estos gráficos de garabatos y tiene que girareso en As, Gs, Cs y Ts "
Los As, Gs, Cs y Ts son Adenina, Guanina, Citosina y Timina, las cuatro bases que componen cada cadena de ADN y pueden decirle de qué organismo proviene la cadena de ADN.
"Inmediatamente, vimos aparecer un microorganismo, y luego un segundo, y fueron cosas que encontramos todo el tiempo en la estación espacial", dijo Wallace. "La validación de estos resultados sería cuando recibiéramos elmuestra de nuevo para probar en la Tierra "
Poco después, las muestras regresaron a la Tierra, junto con Whitson, a bordo de la nave espacial Soyuz. Las pruebas bioquímicas y de secuenciación se completaron en laboratorios de tierra para confirmar los hallazgos de la estación espacial. Se realizaron pruebas varias veces para confirmar la precisión. Cada vez,los resultados fueron exactamente los mismos en tierra que en órbita.
"Lo hicimos. Todo funcionó perfectamente", dijo Sarah Stahl, microbióloga.
Desarrollado en colaboración con el Centro Espacial Johnson de la NASA y Boeing, esta investigación patrocinada por el Laboratorio Nacional es administrada por el Centro para el Avance de la Ciencia en el Espacio.
Genes en Space-1 marcó la primera vez que la PCR se usó en el espacio para amplificar ADN con el termociclador miniPCR, seguido poco después por Biomolecule Sequencer, que usó el dispositivo MinION para secuenciar ADN. Genes en Space-3 se casaron con estos dosinvestigaciones para crear un proceso completo de identificación microbiana en microgravedad.
"Fue una colaboración natural juntar estas dos piezas de tecnología porque individualmente, ambas son geniales, pero juntas permiten aplicaciones de biología molecular extremadamente poderosas", dijo Wallace.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro Espacial Johnson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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