p Ser capaz de identificar micróbios em tempo real a bordo da Estação Espacial Internacional, sem ter que enviá-los de volta à Terra para identificação primeiro, seria revolucionário para o mundo da microbiologia e da exploração espacial. A equipe do Genes in Space-3 transformou essa possibilidade em realidade este ano, quando completou o primeiro processo de amostra para sequência inteiramente a bordo da estação espacial. Os resultados de sua investigação foram publicados em Relatórios Científicos . p A capacidade de identificar micróbios no espaço pode ajudar a diagnosticar e tratar doenças de astronautas em tempo real, bem como auxiliar na identificação de vida baseada no DNA em outros planetas. Também pode beneficiar outros experimentos a bordo do laboratório orbital. A identificação de micróbios envolve o isolamento do DNA de amostras, e então amplificando - ou fazendo muitas cópias - desse DNA que pode então ser sequenciado, ou identificado.

p A investigação foi dividida em duas partes:coleta das amostras microbianas e amplificação por Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), então sequenciamento e identificação dos micróbios. A astronauta da NASA Peggy Whitson conduziu o experimento a bordo do laboratório orbital, com a microbiologista da NASA e a investigadora principal do projeto Sarah Wallace e sua equipe observando e guiando-a de Houston.

p Como parte do monitoramento microbiano regular, placas de petri foram tocadas em várias superfícies da estação espacial. Trabalhando na Microgravity Science Glovebox (MSG) cerca de uma semana depois, Whitson transferiu células de colônias de bactérias em crescimento nessas placas para tubos de ensaio em miniatura, algo que nunca havia sido feito antes no espaço.

p Uma vez que as células foram coletadas com sucesso, era hora de isolar o DNA e prepará-lo para sequenciamento, permitindo a identificação de organismos desconhecidos - outra inovação para a microbiologia espacial. Um evento meteorológico histórico, no entanto, ameaçou a capacidade da equipe de solo de guiar o progresso do experimento.

p "Começamos a ouvir os relatos do furacão Harvey na semana em que Peggy realizava a primeira parte da coleta da amostra e se preparava para o sequenciamento real, "disse Wallace.

p Quando o JSC se tornou inacessível devido às condições perigosas das estradas e aumento das águas das enchentes, a equipe do Centro de Integração de Operações de Carga Útil do Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama, que servem como "Controle de Missão" para todas as pesquisas da estação, trabalhou para conectar Wallace a Whitson usando o telefone celular pessoal de Wallace.

p Com um furacão causando estragos lá fora, Wallace e Whitson decidiram fazer história. Wallace ofereceu apoio a Whitson, um bioquímico, enquanto ela usava o dispositivo MinION para sequenciar o DNA amplificado. Os dados foram transferidos para a equipe em Houston para análise e identificação.

p "Assim que obtivemos os dados no local, fomos capazes de inverter e começar a analisá-los, "disse Aaron Burton, Bioquímico da NASA e co-investigador do projeto. "Você obtém todos esses gráficos rabiscados e tem que transformá-los em As, Gs, Cs e Ts. "

p Aqueles como, Gs, Cs e Ts são adenina, Guanina, Citosina e Timina - as quatro bases que constituem cada fita de DNA e podem dizer de qual organismo veio a fita de DNA.

p "Agora mesmo, vimos um microorganismo aparecer, e então um segundo, e eram coisas que encontramos o tempo todo na estação espacial, "disse Wallace." A validação desses resultados será quando tivermos a amostra de volta para teste na Terra. "

p Logo depois, as amostras retornaram à Terra, junto com Whitson, a bordo da espaçonave Soyuz. Testes bioquímicos e de sequenciamento foram concluídos em laboratórios terrestres para confirmar as descobertas da estação espacial. Eles executaram testes várias vezes para confirmar a precisão. Cada vez, os resultados foram exatamente os mesmos no solo e em órbita.

p "Conseguimos. Tudo funcionou perfeitamente, "disse Sarah Stahl, microbiologista.

p Desenvolvido em parceria pelo Johnson Space Center e Boeing da NASA, esta investigação patrocinada pelo Laboratório Nacional é gerenciada pelo Centro para o Avanço da Ciência no Espaço.

p Os genes no Espaço-1 marcaram a primeira vez que o PCR foi usado no espaço para amplificar o DNA com o termociclador miniPCR, seguido logo depois por Biomolecule Sequencer, que usou o dispositivo MinION para sequenciar o DNA. Os genes no Espaço-3 uniram essas duas investigações para criar um processo completo de identificação microbiana na microgravidade.

p "Foi uma colaboração natural colocar essas duas peças de tecnologia juntas porque, individualmente, ambos são ótimos, mas juntos eles permitem aplicações de biologia molecular extremamente poderosas, "disse Wallace.