基因测序首次进入太空舞台

近日，三名宇航员搭载俄罗斯联盟号宇宙飞船前往国际空间站，并计划在接下来的四个月中进行数百项科学实验。值得关注的是，人类将在太空环境下首次完成基因测序工作。

▲参与本次任务的三名宇航员

本次基因测序工作将由女病毒学家凯特·鲁宾斯（Kate Rubins）博士主导。凯特在斯坦福大学获得了生物学博士学位，在HIV、天花和埃博拉等致命病毒的基因组研究方面有着很深的造诣。在太空，她将对来自病毒、大肠杆菌、以及小鼠的样本进行基因测序。

▲训练中的凯特

在太空进行基因测序并不是一件容易的事，它首先要克服的问题就是测序仪器的尺寸。常规测序仪有小冰柜那么大，重量可达30到50公斤。将这样庞大的仪器运上太空成本可达100多万美元，且会占用空间站内宝贵的空间。为了解决这一问题，NASA决定采用来自英国牛津Nanopore公司开发的MinION测序仪。这款测序仪可装在外套口袋中，便于携带。只要连上网络，它就能够正常工作了。

▲MinION测序仪体积小巧，适合太空任务

凯特为这次实验做了充足的准备。2009年，她加入了NASA，并在水下完成了大量训练。为了保证在太空中进行基因测序的流程万无一失，凯特也在失重的飞机上演练了多次操作步骤。她的努力让她即将成为在太空进行基因测序的第一人。

▲在失重环境下进行基因测序的凯特

“这项试验的第一步和技术开发更相关，”凯特在接受《科学美国人》采访时说：“我们将观察在微重力的环境下，常规的测序技术是否还能正常进行。目前，我们不知道在测序的过程中是否会有气泡产生，也不知道测序的反应能否正常完成。”

倘若测序仪能如同地球上一样正常工作，凯特就会进入实验的第二个环节——了解DNA在太空中会发生什么变化。“在国际空间站中进行基因测序能够让NASA实时看到遗传物质在太空中会发生怎样的变化。我们也能看到与太空射线与睡眠周期变化等因素相关的表观遗传修饰，”凯特说：“这对于未来人类在太空的疾病研究和火星探险，将有重要意义”

地球是宇宙中一座生机盎然的孤岛，她绝不会是人类最终的归宿。相信随着科技发展，人类终将走出地球。我们所见证的这首次太空基因测序，不但能实时监测宇航员的健康，更能让人类第一时间了解旅途中可能遇到的外星生命。我们相信它将成为人类星际旅行的一项重要基石，伴随人类踏向前往星辰大海的征途。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

[1] The First DNA Sequencing in Space Could Happen This Summer

[2] No One Nerds Out Over Space Science Quite Like NASA Astronaut Kate Rubins

[3] Watch Three Astronauts Rocket to the International Space Station

[4] Now They’re Sequencing DNA in Outer Space