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外星人在哪裡?

說不定基因體定序儀可以幫幫忙

2018/04/06 編輯部/整理

圖片取自變形金剛4:絕跡重生

圖片取自變形金剛4:絕跡重生

如果,外星人不像人類怎麼辦?

地球人在尋找外星生命的過程中,這是一個令人困擾的問題,倘若外星生命看起來與地球生命完全不同,它們沒有DNA或是RNA,那麼,機器又如何偵測到外星生命? 

隨著科學家把目光聚焦在木星、土星的衛星潛在水域,這個問題變得更加緊迫。 

人們或許可以想像火星上的任何生命可能與地球擁有共同的祖先,因為這兩顆行星距離非常近,它們在過去數十億年裡可能擁有很多相似的地方,但土星上出現以DNA為基礎的生命?那將是一種延伸。 

儘管如此,科學家近日在月球和行星科學會議上做的報告,以及在《太空生物學》期刊上發表的一篇論文中均表示,尋找非人類的生命依然能夠透過任何生物學實驗室完成。

美國華盛頓特區喬治城大學太空生物學家Sarah Stewart Johnson表示,「如果想要在太空中以最廣泛的可能性搜索生命,包括人類和非人類的生命,都需要帶上基因體檢測器。因為你可能會碰到完全不同的『生物』,但你仍會看到信號。」 

正如所提議的那樣,這種技術之所以能夠發揮作用,是因為像DNA這樣的核酸是混雜的。「取一條含有30至80個核苷酸的結構,它會自然形成二級和三級結構,這些結構將與大量物質和形狀結合在一起,像是多肽和蛋白質這樣的生物製劑,還有有機分子、礦物質,甚至是金屬。」 

研究團隊借用癌症生物學的一項技術,即透過適體指數富集的系統進化技術(SELEX),形成一個巨大的核酸適體,然後用一個特定的目標,如乳癌細胞培養牠們。SELEX通常會被複製多次,科學家會過濾掉那些與目標不相關的核酸適體。

「我們的想法是將其翻轉過來。」Sarah Stewart Johnson說,「他們的傳感器會讓樣本接觸所有隨機的核酸適體,從每次攻擊中獲取信息。並分析整個綁定模式、任何綁定的東西。」這些模板可被放大和定序,得以揭示出一種化學複雜性模式,Sarah Stewart Johnson稱之為「指紋」。

這樣的指紋,並不像在定序儀中捕捉DNA那樣清晰。但如果一個樣本被暴露在這樣的核酸適體庫中,一個複雜的分子將會結合更多的序列,而不僅僅是一個。複雜性,特別是在很小的樣本中捕獲的複雜性,很可能是生命的特徵。 

Sarah Stewart Johnson指出,「它可能不像你的DNA定序儀那麼確定,但它可能是生命特徵。如果不是生物特徵,那麼也是非常強的生物印記。」 

這並非是檢測不可知生命的唯一方法,正如這個所謂的新興領域一樣。Sarah Stewart Johnson曾與其他科學家合作過,他們證明了質譜儀可以與評估分子復雜性(而非僅是重量的)算法相結合。 

近年來,基因體定序儀的體積顯著縮小。例如,牛津奈米孔技術公司(Oxford Nanopore Technologies Limited)的MinION重量僅有85克,可以放在掌心裡。儘管美國國家航空暨太空總署(NASA)目前尚未計劃攜帶定序儀進入太空,但該機構正在支持若干計劃讓該技術做好準備進行探索。

並未參與此項研究的麻省理工學院太空生物學家Christopher Carr認為,「Johnson的提議看起來很有新意,可以與其他生命探測方面的研究互為補充」。而Christopher Carr正領銜美國NASA的一項定序工作,而Sarah Stewart Johnson的技術可以增加類似工具的應用。

最後,Christopher Carr再強調,「無論是否存在生命,它都極有可能為任何一個樣本提供數據,特別是來自未知『生物』的信息。」

 

本文轉載至「中國科學報」:https://goo.gl/8orZKH

 

 

 

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