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首例!在外太空成功定序 鑑定太空站謎樣微生物

2018/1/4 整理/編輯部

NASA astronaut Peggy Whitson worked within the Microgravity Science Glovebox on the space station to transfer cells from bacterial colonies grown on petri dishes into miniature test tubes. It was the first time the process had been performed in space. Credit: NASA

NASA astronaut Peggy Whitson worked within the Microgravity Science Glovebox on the space station to transfer cells from bacterial colonies grown on petri dishes into miniature test tubes. It was the first time the process had been performed in space. (Credit : NASA)

NASA太空定序計畫Genes in Space-3近期宣佈,太空員首度在國際太空站完成DNA定序全部流程,並鑑定出未知微生物,也經地球上的研究人員驗證了鑑定的正確性。鑑定結果發現,該微生物和人類微生物相有相關聯性。

此舉代表著第一次完全在外太空進行未知生物的定序和分析鑑定。該計畫試圖在微重力環境下建立完整的微生物鑒定流程,包括微生物樣本採集、PCR擴增、定序、鑒定微生物和分析。有別於過去,鑑定樣本需送回地球進行分析。

NASA在一份官方聲明指出,建立新的定序流程也代表著未來對太空員疾病即時的診斷是重要的一步,並且,未來也將有機會運用於識別其他行星上發現的任何基於DNA的生命體。

起先,太空員將培養皿接觸太空站表面,並使那些發現的微生物在培養皿上培養成菌落。領導太空站實驗的Peggy Whitson,在休士頓約翰太空中心(Johnson Space Center in Houston)NASA微生物學家Sarah Wallace及其團隊指導下進行計畫。

Wallace指出,「這些微生物一直是我們長久以來希望在太空站上找到的東西,這些鑑定結果也和我們在樣品送回地球測試的結果一樣。」

NASA發言人Dan Huot向外媒透漏,Peggy Whitson和樣品於2017年9月回到了地球,而三個在太空站生長並進行定序的菌落,其中兩個是頭狀葡萄球菌(Staphylococcus capitis)和人葡萄球菌(Staphylococcus hominis)。

Dan Huot說明,人葡萄球菌和頭狀葡萄球菌與人類常見微生物相有關。這些微生物是非常良性的,通常在人類佔領區域會觀察到,而且在以前,從國際太空站返回的樣本中也曾被發現,這兩種物種都不被視為病原體。

太空員使用名為miniPCR的熱循環儀設備在太空站上擴增DNA並進行分析,並用MinION對DNA樣本進行定序。

英國定序平臺Oxford Nanopore在2012年發佈了一款口袋大小的DNA定序儀MinION,這在當時引起了轟動,但此產品在當時並沒有成熟的應用市場。不過,近幾年長讀長(long-read)的優勢使其應用領域不斷擴大,雖然總體序列品質、錯誤率和平行定序能力較其他定序平臺仍有不足,但此次太空實驗亦證實了此類小型設備的無限潛力。

更多參考:
1. https://www.space.com/39254-astronauts-sequence-microbes-dna-in-space.html(內有影片)
2. https://www.nasa.gov/feature/genes-in-space-3-successfully-identifies-unknown-microbes-in-space

英國定序平臺Oxford Nanopore在2012年發佈了一款口袋大小的DNA定序儀MinION(圖片擷取自網路)

英國定序平臺Oxford Nanopore在2012年發佈了一款口袋大小的DNA定序儀MinION(圖片擷取自網路)

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