پس از ۱۶۰ مرتبه پرواز با هواپیمای گرانش صفر ناسا، محققان توانسته‌اند اولین شواهد مبنی بر امکان انجام توالی ژنتیکی در فضا را بیابند.
متخصصان علم ژنتیک، Andrew Feinberg و Lindsay Rizzardi در دانشگاه John Hopkins واقع در بالتیمور مریلند، از ۱۵ تا ۱۸ سپتامبر در هواپیمای گرانش صفر ناسا آزمایش‌هایی ژنتیکی انجام دادند. این هواپیما با حرکت سهمی مانند خود به سمت پایین شرایط بی‌وزنی فضا را شبیه‌سازی می‌کند. Feinberg می‌گوید: «از همان لحظه‌ی اول احساس کردم که در بهشت هستم. این تجربه بسیار دوست داشتنی بود.»

این محققین دو ابزار کلیدی را در گرانش صفر مورد آزمایش قرار دادند: یکی از این ابزارها ممکن است به ذخیره‌سازی طولانی مدت مواد ژنتیکی کمک کند و دیگری یک توالی سنج ژنتیکی کوچک و قابل حمل است.

ذخیره‌سازی نمونه‌ها برای مدت طولانی در فضا نیازمند پیپت‌هایی است که بتوانند برای مثال لایه‌ای از خون سانتریفیوژ شده را به یک محل دیگر منتقل کنند. انجام این کار بدون ریختن مایع در جاذبه‌ی صفر بسیار مشکل است. Feinberg و Rizzardi برای انجام این کار سه روش مختلف را مورد بررسی قرار دادند.

در روش اول که توسط ناسا پیشنهاد داده شده است، از سوزن‌های بلند که توسط لوله‌های پلاستیکی به هم متصل هستند برای انتقال نمونه به یک ظرف تازه استفاده می‌شود. اما کنترل پیوستگی در این روش دشوار است. در روش دوم از پیپت‌های سرولوژیکی استاندارد استفاده می‌شود. اما نسبت عرض این پیپت‌ها به لوله‌ی نمونه سبب از بین رفتن کشش سطحی مایع می‌شود و در نتیجه مایع از دیواره‌های ظرف بالا می‌رود. طبق توضیحات Rizzardi این روش سبب تولید حباب‌های هوا می‌شود که از بین بردن آنها در جاذبه‌ی صفر کار ساده‌ای نیست.

(ویدیوی اول)

در روش سوم از پیپت‌های جابه‌جایی مثبت استفاده می‌شود که نتایج آن بسیار امیدوارکننده است. در این روش یک پیستون کوچک داخل پیپت به طور مستقیم در تماس با نمونه است تا از ورود هرگونه هوا جلوگیری کند. همچنین سر پیپت به قدری کوچک است که کشش سطحی از بین نرود. به این ترتیب مایع امکان بالا رفتن از لوله را پیدا نمی‌کند.

(ویدیوی دوم)

در این باره Feinberg می‌گوید: «ما در ابتدا فکر می‌کردیم این روش موفقیت‌آمیز نیست، اما نتایج چیز دیگری را نشان می‌دهند.»

Feinberg و Rizzardi همچنین یک توالی سنج ژنتیکی کوچک به نام MinION را که یکی از همکارانشان در یکی از پروازها به همراهشان فرستاد مورد آزمایش قرار دادند. این همکار متخصص ژنتیک در مرکز پزشکی Weill Cornell واقع در نیویورک، Christopher Mason بود. آزمایش‌های انجام شده روی MinION توالی موفقیت آمیز مقدار کمی از DNA را نتیجه داد که روی زمین آماده شده بودند. Mason به همراه یکی از همکارانش در ناسا تصمیم دارند در اوایل سال ۲۰۱۶ یک MinION را به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) بفرستند.

Feinberg و Mason دو تن از ده محقق اصلی پروژه‌ی تحقیقاتی ناسا بر روی دوقلوها هستند، پروژه‌ای که در آن تغییرات بیولوژیکی بین دو فضانورد دو قلو، Mark و Scott Kelly به صورت دقیق بررسی می‌شود. در حال حاضر Scott در ایستگاه فضایی بین‌المللی به سر می‌برد و به مدت یک سال به طور منظم نمونه‌های بیولوژیکی خود را برای محققان روی زمین می‌فرستد تا با نمونه‌های بیولوژیکی برادر دوقلویش روی زمین مقایسه شود.

به گفته‌ی Feinberg یکی از دلایل آزمایش تکنیک‌هایی از این دست این است که ببینیم آیا فضانوردان خواهند توانست در طول سفر طولانی مدت فضایی DNA خود را توالی دهند. وی می‌گوید: «قسمت بزرگی از این کار به دلیل وجود و همکاری ناساست. این سازمان بسیار کنجکاو است و علاقه‌ی زیادی به دانستن دارد.»

منبع:

Zero Gravity Genomics

منابع مفيد:

Pint-Sized DNA

MiNion

Astronaut Twins

Twins Study

اولين گياه در ماه

ژنتيک

اولين آزمايش‌هاي مهندسي ژنتيک

ژن

ايستگاه فضايي

ژن يابي-ويکيپديا