Procurando entender mais sobre micróbios nascidos no espaço, a NASA iniciou um programa conhecido como Genes in Space-3 - um esforço colaborativo que preparará, sequenciará e identificará organismos desconhecidos, inteiramente do espaço. Para quem pensa que isso parece muito com o filme Vida - onde os astronautas revivem um organismo alienígena na Estação Espacial Internacional e todos morrem! - tenha certeza, essa não é a configuração para um filme de terror.
Na verdade, representa um desenvolvimento revolucionário que se baseia em realizações recentes, onde o DNA foi sintetizado pela primeira vez pela astronauta da NASA Kate Rubin a bordo da Estação Espacial Internacional em 2016. Olhando para o futuro, o programa Genes in Space-3 permitirá que astronautas a bordo da ISS coletar amostras de micróbios e estudá-los internamente, em vez de enviá-los de volta à Terra para análise.
As experiências anteriores realizadas por Rubin - que fizeram parte da investigação do Biomolecule Sequencer - procuraram demonstrar que o seqüenciamento de DNA é viável em uma espaçonave em órbita. O Genes in Space-3 busca desenvolver isso estabelecendo um processo de preparação de amostras de DNA que permitiria à tripulação da ISS identificar micróbios, monitorar a saúde da tripulação e ajudar na busca por vida baseada em DNA em outras partes do Sistema Solar.
Como Sarah Wallace - uma microbiologista da NASA e principal pesquisadora do projeto (Johnson) no Johnson Space Center - disse em um recente comunicado à imprensa:
“Tivemos contaminação em partes da estação onde os fungos foram vistos crescendo ou o biomaterial foi retirado de uma linha de água entupida, mas não temos idéia do que é até que a amostra volte ao laboratório. Na ISS, podemos reabastecer regularmente desinfetantes, mas à medida que avançamos para além da órbita baixa da Terra, onde a capacidade de reabastecer é menos frequente, saber o que desinfetar ou não se torna muito importante. ”
Desenvolvido em parceria pelo Johnson Space Center da NASA e pela Boeing (e patrocinado pelo ISS National Lab), este projeto reúne duas ferramentas de biologia molecular testadas anteriormente pelos voos espaciais. Primeiro, existe o miniPCR, um dispositivo que copia pedaços de DNA direcionados em um processo conhecido como Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) para criar milhares de cópias.
Este dispositivo foi desenvolvido como parte da competição Genes in Space, projetada pelo aluno, e foi testado com sucesso a bordo da ISS durante o experimento Genes in Space-1. De setembro a março de 2016, esse experimento procurou testar se as alterações no DNA e o enfraquecimento do sistema imunológico (os quais ocorrem durante o voo espacial) estão de fato ligados.
Este teste será acompanhado neste verão com o experimento Genes in Space-2. De abril a setembro, esse experimento medirá como o voo espacial afeta os telômeros - as tampas protetoras de nossos cromossomos que estão associadas a doenças cardiovasculares e cânceres.
O MinION, enquanto isso, é um dispositivo portátil desenvolvido pela Oxford Nanopore Technologies. Capaz de analisar seqüências de DNA e RNA, essa tecnologia permite análises rápidas que também são portáteis e escaláveis. Ele já foi usado aqui na Terra e foi testado com sucesso a bordo da ISS como parte da investigação do Biomolecule Sequencer no início deste ano.
Combinado com algumas enzimas adicionais para demonstrar a amplificação do DNA, o experimento Genes in Space-3 permitirá que os astronautas tragam o laboratório para os microorganismos, e não o contrário. Isso consistirá em membros da tripulação coletando amostras de dentro da estação espacial e depois cultivando-as a bordo do laboratório em órbita. As amostras serão então preparadas para sequenciamento usando o miniPCR e sequenciadas e identificadas usando o MinION.
Como explicou Sarah Stahl, microbióloga e cientista do projeto, isso permitirá que as equipes combatam a propagação de doenças e bactérias infecciosas. "A ISS é muito limpa", disse ela. “Encontramos muitos microrganismos associados ao homem - muitas bactérias comuns, como Staphylococcus e Bacilo e diferentes tipos de fungos familiares, como Aspergillus e Penicillium.”
Além de ser capaz de diagnosticar doenças e infecções em tempo real, o experimento permitirá novas e empolgantes pesquisas a bordo da ISS. Isso poderia incluir a identificação da vida baseada em DNA em outros planetas, cujas amostras seriam devolvidas à ISS por sonda. Além disso, se micróbios e galinhas forem encontrados flutuando no espaço, eles poderão ser devolvidos à ISS para análise rápida.
Outro benefício do programa virá dos cientistas da Terra, que poderão acessar os experimentos a bordo da ISS em tempo real. E os cientistas aqui na Terra também se beneficiarão das ferramentas empregadas, o que permitirá maneiras baratas e eficazes de diagnosticar vírus, especialmente em partes do mundo onde o acesso a um laboratório não é possível.
Mais uma vez, o desenvolvimento de sistemas e ferramentas para uso no espaço - um ambiente que normalmente não é propício para tecnologias baseadas na Terra - está oferecendo aplicativos que vão muito além das viagens espaciais. E nos próximos anos, a pesquisa genética baseada na ISS pode ajudar na busca contínua por vida extraterrestre, bem como fornecer novas idéias sobre teorias como a panspermia (ou seja, o cosmos sendo semeado de vida por cometas, asteróides e planetoides).
Não deixe de apreciar este vídeo intitulado "Cosmic Carpool", cortesia do Johnson Space Center da NASA:
