Astronot di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) telah berhasil mengidentifikasi mikroba di angkasa untuk pertama kalinya, membuka pintu bagi penelitian baru yang menarik di orbit.
Mampu mengidentifikasi mikroba secara real time di luar Stasiun Luar Angkasa Internasional , tanpa harus mengirim mereka kembali ke Bumi untuk identifikasi terlebih dahulu, akan menjadi revolusioner bagi dunia mikrobiologi dan eksplorasi ruang angkasa. The Gen di Ruang-3 tim berubah kemungkinan bahwa menjadi kenyataan tahun ini, ketika menyelesaikan proses pengurutan sampel seluruh kapal stasiun ruang angkasa untuk pertama kalinya. Hasil investigasi mereka dipublikasikan di Scientific Reports .
Kemampuan untuk mengidentifikasi mikroba di ruang angkasa dapat membantu kemampuan untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit astronot secara real time, serta membantu identifikasi DNA berbasis pada planet lain. Ini juga bisa menguntungkan eksperimen lain di atas laboratorium yang mengorbit. Mengidentifikasi mikroba melibatkan pengisolasian DNA sampel, dan kemudian memperkuat – atau membuat banyak salinan – dari DNA yang kemudian dapat diurutkan, atau diidentifikasi.
Penyelidikan dibagi menjadi dua bagian: pengumpulan sampel mikroba dan amplifikasi oleh Polymerase Chain Reaction (PCR), kemudian pengurutan dan identifikasi mikroba. Astronom NASA Peggy Whitson melakukan percobaan di atas laboratorium yang mengorbit, dengan ahli mikrobiologi NASA dan Principal Investigator Sarah Wallace dan timnya mengamati dan membimbingnya dari Houston.
Sebagai bagian dari pemantauan mikroba reguler, lempeng petri disentuh ke berbagai permukaan stasiun luar angkasa. Bekerja dalam Glovebox Science Glovebox ( MSG ) sekitar seminggu kemudian, Whitson memindahkan sel-sel dari koloni bakteri yang tumbuh di cawan tersebut ke dalam tabung uji miniatur, sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya di luar angkasa.
Setelah sel berhasil dikumpulkan, sekarang saatnya untuk mengisolasi DNA dan mempersiapkannya untuk pengurutan, memungkinkan identifikasi organisme yang tidak diketahui – yang pertama untuk mikrobiologi ruang angkasa. Namun, peristiwa cuaca yang bersejarah mengancam kemampuan tim lapangan untuk membimbing kemajuan eksperimen.
“Kami mulai mendengar laporan Badai Harvey minggu ini di antara Peggy yang melakukan bagian pertama mengumpulkan sampel dan mempersiapkan rangkaian yang sebenarnya,” kata Wallace.
Ketika JSC menjadi tidak dapat diakses karena kondisi jalan yang berbahaya dan meningkatnya air bah, tim di Pusat Pengawasan Operasional Pengawasan Beban Operasional Marshall Space Flight Center di Huntsville, Alabama, yang bertindak sebagai “Mission Control” untuk semua penelitian stasiun, bekerja untuk menghubungkan Wallace dengan Whitson menggunakan ponsel pribadi Wallace .
Dengan topan mendatangkan malapetaka di luar, Wallace dan Whitson berangkat untuk membuat sejarah. Wallace menawarkan dukungan kepada Whitson, ahli biokimia, saat ia menggunakan perangkat MinION untuk mengurutkan DNA yang diperkuat. Data tersebut diturunkan ke tim di Houston untuk analisis dan identifikasi.
“Begitu kita benar-benar mendapatkan data di lapangan, kita bisa mengubahnya dan mulai menganalisisnya,” kata Aaron Burton, ahli biokimia NASA dan penyidik proyek tersebut. “Anda mendapatkan semua plot coretan ini dan Anda harus mengubahnya menjadi As, Gs, Cs dan Ts.”
Mereka Seperti, Gs, Cs dan Ts adalah Adenine, Guanine, Cytosine dan Thymine – empat basis yang membentuk setiap untai DNA dan dapat memberi tahu Anda apa organisme DNA tersebut berasal.
“Segera, kami melihat satu mikroorganisme muncul, dan kemudian yang kedua, dan mereka adalah hal-hal yang selalu kami temukan di stasiun luar angkasa,” kata Wallace. “Validasi hasil ini adalah saat kami mengembalikan sampel ke uji coba di Bumi.”
Segera setelah itu, sampel kembali ke Bumi, bersama Whitson, naik pesawat ruang angkasa Soyuz. Uji biokimia dan sekuensing diselesaikan di laboratorium Bumi untuk mengkonfirmasi temuan dari stasiun luar angkasa. Mereka menjalankan tes beberapa kali untuk mengkonfirmasi keakuratannya. Setiap saat, hasilnya persis sama di darat seperti di orbit.
“Kita berhasil. Semuanya bekerja dengan sempurna,” kata Sarah Stahl, ahli mikrobiologi.
Dikembangkan dalam kemitraan oleh Johnson Space Center dan Boeing , Investigasi yang disponsori oleh National Lab ini dikelola oleh Center for the Advancement of Science in Space .
Gen di Ruang-1 menandai pertama kalinya PCR digunakan di luar angkasa untuk memperkuat DNA dengan pengendara termal mini PCR, yang segera diikuti oleh Biomolecule Sequencer , yang menggunakan perangkat Minion untuk mengurutkan DNA. Gen di Ruang-3 menikahi kedua investigasi ini untuk menciptakan proses identifikasi mikroba secara keseluruhan dalam gaya berat mikro.
“Ini adalah kolaborasi alami untuk menggabungkan kedua teknologi ini secara terpisah, karena keduanya sangat hebat, namun bersamaan dengan itu mereka memungkinkan penerapan biologi molekuler yang sangat kuat,” kata Wallace.
