去年底,美國宇航員在國際空間站首次完成了DNA測序,而不用將樣本運送回地球。如今,他們又利用Oxford Nanopore的MinION測序儀,在太空成功完成了RNA直接測序。

這項工作是基于前人的努力。2016年8月,美國宇航員Kate Rubins首次在微重力的環境下完成了DNA測序工作。2017年底,另一名宇航員Peggy Whitson又利用DNA測序來分析國際空間站中的微生物DNA。
目前,一個稱為BEST(生物分子提取和測序技術)的項目正在國際空間站開展。美國宇航局(NASA)的科學家計劃通過三種方式推進太空測序:鑒定現有方法無法檢測的空間站微生物,評估因太空飛行而導致的微生物突變,以及開展RNA直接測序。
這一次,宇航員Ricky Arnold利用MinION測序儀來直接測序RNA鏈。通過DNA和RNA測序,研究人員有望鑒定空間站的微生物,鑒定太空飛行時人體微生物組的變化,在微重力條件下開展生物醫學研究,甚至檢測外星生命。
NASA的資深專家Isidro Reyna將此次實驗稱為“歷史性里程碑”。他指出,這些實驗有望改變宇航員健康方面的研究,并了解從微生物到植物再到宇航員等各種生物如何適應國際空間站的生活條件。
通過RNA測序,研究人員能夠獲得特定細胞在特定時間如何起作用的快照。比如,與正常細胞相比,腫瘤細胞的不同基因將上調或下調。RNA信息還有助于深入了解人類或植物的其他疾病,因為病毒通常帶有RNA基因組。
傳統的測序方法是將RNA轉化成cDNA,然后開展測序。這個過程可能導致信息丟失。于是,NASA的研究人員利用納米孔測序技術,在國際空間站直接開展RNA測序。
共同參與研究的Aaron Burton表示:“MinION檢測電流的變化,因此它能直接測序RNA和DNA。利用其他平臺,你必須首先將RNA轉化成DNA,而這種額外的處理將造成數據偏差,讓你錯過一些正在發生的事情。RNA直接測序帶來了實時的基因表達數據。”
這項研究的負責人Sarah Wallace認為:“之前,我們只能將樣本送回地面,才能看到這些變化。我們知道基因表達發生變化,但冷凍樣本,并將其送回地面,這可能造成一些其他的改變。如果我們能夠在國際空間站獲得數據,那也許迥然不同。”
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