NASA发布视频《微生物组学:The Living World In and On You》
NASA人类研究项目(HRP)发布了组学视频系列之七(共八集)——“微生物组学:The Living World In and On You”,介绍国际空间站微生物研究。HRP双胞胎研究项目通过组学研究Scott和Mark Kelly体内微生物组,包括DNA、RNA、蛋白质、环境及代谢物,主要关注微生物组学的重要性以及为继续双胞胎研究提供更全面的概述。
NASA双胞胎研究项目正在对Mark和Scott Kelly的微生物组进行研究,探索这对同卵双胞胎兄弟的饮食差异以及太空环境对其内脏生物体的影响。Scott和Mark在样本采集之前三天需进行饮食记录,到目前为止,已经进行了3次飞行前的样本收集,5~6次飞行期间收集,随后还会有飞行后的样本。
研究过程中采取两种不同的方法进行细菌测序,以得到最准确的数据。其一为全基因组“鸟枪法测序”,检测样本中所有DNA的大规模随机序列。DNA序列被随机打断为小碎片,再通过寻找区域重叠进行重组。此项分离过程可使同一序列中的酶和核苷酸复制和重新连接基质,A, T, C, G. 软件在重新连接的过程中识别基质。DNA短链的多个重叠复制品形成共同序列,提高准确度和完整性,减少误差。另一种方法采用16S核糖体序列,对所有细菌内的16S核糖体基因更加有针对性。一些基因区经过数百万年变化也非常小,但也有的会随时间演变为新的细菌种类。该测序方法利用所有细菌共享的一个基因稳定区,两侧为各个细菌专有区域,以此迅速识别样本中的所有细菌。
人体内微生物组就像热带雨林内物种一样相互依赖,研究人员希望了解当一种微生物消失是否会有另一种微生物来取代。研究观察Scott Kelly的太空生活中,当体内细菌不同群落、基因或种类增加、减少,甚至是分解、消失会产生什么样的后果。
NASA微生物学家Sarah Wallace博士表示,常见测序仪可在测序反应中判定荧光标定基质序列,非常准确灵敏,但体积较大。NASA正在对可用于太空飞行的新型、小体积、便携式测序仪进行测试,可通过完全不同的方式生成DNA序列,在基质通过纳米级生物纳米孔蛋白质时进行探测。当航天员在太空被感染,便携式测序仪可识别感染原因。
NASA分子生物学家Kate Rubins航天员将首次在太空中对细菌、病毒及实验鼠进行DNA测序,验证该技术是否能在太空应用。Kate表示,未来还将从细菌基因组中提取DNA,将其测序,在太空环境中研究微生物世界。
NASA分子生物学家Kate Rubins航天员将首次在太空中通过便携式纳米孔测序仪对细菌、病毒及实验鼠进行DNA测序,验证该技术是否能在太空环境中应用。