在海上進行實時DNA測序

　　太平洋中部已經破曉，MY Hanse Explorer科考船上正在煮咖啡。啜飲之間，大約有十幾位科學家在對這一天的工作進行籌劃。一些科學家將穿上潛水服，潛入海平面以下采集南萊恩群島（Line Islands）眾多珊瑚礁周圍的水樣。其他科學家們將要鼓搗呼呼作聲的設備和散落在158英尺高考察船上的精密儀器。他們都有一個共同的目標：成為將 DNA測序儀帶到現場、進行遠程實時測序的第一個研究小組。盡管在海洋上困難重重，他們仍然成功了。

　　這次為期三周、五個島嶼的科考活動發生在去年，研究人員包括圣地亞哥州立大學計算機科學家Rob Edwards、生物學家Forest Rohwer、博士后學者Andreas Haas和研究生Yan Wei Lim。他們與圣地亞哥地區和世界各地的其他研究人員一起，將這次科考活動和方法發表在2014年8月19日的《PeerJ》期刊。

　　萊恩群島調查

　　在過去的十年當中，圣地亞哥州立大學的生物學家和計算機科學家，一直都是前往Lind島收集和分析珊瑚棲息地，以更好地了解生活在那里的生物，以及它們如何爭奪資源，它們的存在對珊瑚生態系統有什么影響。一直困擾Edwards的是，他們只能等到回到世界另一端的實驗室，才能分析所得到的數據和產生新的假說。

　　Edwards說：“如果我們在現場就能夠輸出實驗數據，我們就可以當時當地解決這些問題。”這種模糊概念成長為一個雄心勃勃的計劃——將笨重而昂貴的實驗設備帶到海洋上，旨在分析樣品的DNA組成，并給出其基因組的詳細信息。

　　最初該計劃受到公眾的質疑。Edwards說：“如果你并不能確定會安全歸來，那么，對于將一臺約50萬美元的設備帶到太平洋中部，人們還是有點猶豫不決。”

　　盡管如此，他和同事們對于如何在船上運行DNA測序儀，擬定了一份草案。最后，研究小組攜帶著Life Technologies生物技術公司提供的一臺測序儀——Ion Torrent PGM，前往萊恩群島。

　　存在的問題及對策

　　問題和障礙是多方面的。首先，在運輸途中，機器所需要的觸摸屏幕被打破。Edwards不得不侵入測序儀的軟件，使用他的筆記本電腦對其進行操作。

　　其次，他們必須找到放置該設備各種零件的房間。他們將測序儀放在洗衣房，因為這是船舶的最低點，當船搖晃時對這里的影響最小。微生物實驗設備放在上層后甲板。DNA提取平臺置于一個船艙里。餐廳甲板被用來放置PCR儀，用以DNA樣本擴增。

　　一旦一切都已到位，博士生Lim的任務是校準測序儀。通常，在實驗室中這需要大約15分鐘。然而，由于船的搖擺，這大約花了5個小時。

　　當時還有鯊魚。Lim回憶說，每次潛入水底收集樣本時，她都會看到周圍有20到30只好奇的鯊魚亂轉。她說：“我并不害怕。如果你靠太近，它們只是游走。”

　　盡管遇到了挫折，研究人員還是設法完成了所有工作。他們成功地收集到樣本，測定了樣本的DNA，并在旅途中發現了新的科學問題。總共有26種細菌基因組和 2個宏基因組，進行了測序，這考慮到了存在于一個給定區域中的所有DNA。

　　Edwards說，下一次他們希望收集更多的數據，并在現場開發和測試更復雜的假說。