DNAシーケンサーが宇宙ステーションの微生物の謎を解くことでその価値を証明
アラン・ボイル著
NASAはそれがエイリアンだとは言っていないが、軌道上で初のDNAシーケンサーを使用して生物を識別できる能力を誇示している。
オックスフォード・ナノポア・テクノロジーズの手のひらサイズのMiniONシーケンサーは昨年国際宇宙ステーションに送られ、現在はポリメラーゼ連鎖反応（PCR）と呼ばれるプロセスを通じて遺伝子サンプルを増幅できるDNAレプリケーターとペアになっています。
これらの装置は、「Genes in Space-3」と呼ばれる実験キャンペーンの一環として、細菌サンプルの検査に使用されました。
生化学の博士号を持つNASA宇宙飛行士ペギー・ウィットソン氏は、宇宙ステーションの様々な表面にペトリ皿を接触させることで、実験用の細菌を採取した。細菌コロニーを約1週間培養した後、サンプルをステーション内の微小重力科学グローブボックス内の小型試験管に移した。
8月にウィットソンがサンプルをPCR増幅にかけていたとき、ハリケーンがテキサスを襲っていた。
「ペギーがサンプル採取の最初の部分を実行し、実際の配列決定の準備を整える間の週に、ハリケーン・ハービーの報告を聞き始めた」と、Genes in Space-3の主任研究員でNASAの微生物学者サラ・ウォレス氏はニュースリリースで述べた。
嵐のため、ウォレスはNASAジョンソン宇宙センターに行き、ウィットソンに実験について説明を受けることができませんでした。代わりに、NASAは彼女にアラバマ州のマーシャル宇宙飛行センターに携帯電話で電話をかけさせ、ペイロード運用統合センターが彼女を宇宙ステーションに接続させました。
ウォレスの指導のもと、ウィットソンはDNAをシークエンサーにかけ、その読み取り結果をヒューストンに送信した。
「地上で実際にデータを取得できたので、すぐに分析を始めることができました」と、このプロジェクトの共同研究者であるNASAの生化学者アーロン・バートンは語った。「たくさんの曲線が描かれているので、それをA、G、C、Tに変換しなければなりませんでした。」これらの化学物質、アデニン、グアニン、シトシン、チミンは、生命のコードを表す遺伝子アルファベットの4つの「文字」です。
NASAの科学者たちは以前、対象が分かっている場合、準備されたサンプルの遺伝子シグネチャーを確認するためにこのシーケンサーを使用していました。身元不明のサンプルの遺伝子配列を解析し、身元を特定したのは今回が初めてです。
「すぐに微生物がひとつ現れ、その後、2つ目が現れました。それらは宇宙ステーションでよく見られるものだったのです」とウォレス氏は語った。
9月にウィットソン氏の乗るソユーズ宇宙船でサンプルが地球に持ち帰られた後、ウォレス氏とチームは身元確認が正しいことを確認するために追加のDNA検査を実施した。
彼らはいた。
「やり遂げました」と微生物学者サラ・スタールは言った。「すべてが完璧にうまくいきました。」
今回の細菌は地球外起源ではないものの、実験で検証されたサンプルから遺伝子配列を解析する手法は、火星やその他の地球外における外来微生物の特定に利用できる可能性がある。より現実的な応用としては、長期ミッション中の宇宙飛行士の疾患の診断と治療を支援することが考えられる。
「微生物学者としての私の目標は、ISSを越えて火星や月など、どこへ向かうにせよ、乗組員が分子技術に基づいて環境を深く理解できるようなプロセスを確立することです」とウォレス氏は語った。
Genes in Space-3実験は、NASAジョンソン宇宙センターとボーイングによってISS国立研究所向けに開発され、宇宙科学推進センターによって管理された。
