俄羅斯:將首次在太空進行DNA測序

                      文章作者:李星兒 | 2016-07-16
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                      北京時間7月7日早上9:36,俄羅斯聯盟號載人宇宙飛船于哈薩克斯坦拜科努爾發射基地發射成功,搭載三名宇航員飛向國際空間站(International Space Station)。

                        美國女宇航員凱特·魯賓斯(Kate Rubins)以及另外兩名分別來自俄羅斯和日本的宇航員,將在國際空間站(ISS)停留四個月。魯賓斯分子生物學家的身份尤為引人注意,她此行的目的包括將在空間站的微重力和特定空間環境下完成上百項科學實驗,其中就有第一次在太空進行DNA測序。

                      搭乘飛船的美日俄三名宇航員。來源:NASA搭乘飛船的美日俄三名宇航員。來源:NASA

                        1. 不可多得的科學家宇航員

                        據美國航空航天局(NASA)的介紹,今年37歲的生物學家魯賓斯2009年從3500名申請者中脫穎而出,已經接受了長達7年的宇航員訓練。

                        她有著一份驕人的履歷:1999年畢業于加州大學圣迭戈分校,獲得了分子生物學的學士學位。之后到斯坦福大學深造,2005年獲得了癌癥生物學的博士學位。攻讀博士期間,她從事有關HIV病毒與宿主細胞結合機制的研究。畢業之后,她加入麻省理工學院的Whitehead Institute成為一位獨立研究員,領導一個14人的研究小組。她的工作包括與病毒與宿主細胞的相互作用和病毒基因組有關的研究。在埃博拉疫情肆虐之時,她深入疫區剛果,與美國軍方的醫療機構合作研究埃博拉病毒。她還曾與美國軍方傳染病醫學研究所和美國疾控中心(CDC)合作構建了天花的傳染機制。有魯賓斯這樣豐富科學研究經驗的宇航員對于NASA而言不可多得。

                        在太空中,魯賓斯將主導多項科學實驗,其中包括第一次在微重力環境下用U盤大小的DNA測序儀進行DNA測序,以及從細胞生物學的角度,觀察太空站的生活會對宇航員的骨骼和心臟細胞帶來怎樣的生理變化。

                      來源:NASA

                        2. 最令人激動的是太空DNA測序實驗

                        在此前接受美國《連線》(Wired)雜志專訪時,羅賓斯說在眾多實驗中,最令她激動的還是DNA測序實驗。

                        她說,“在空間中,我們將會使用迷你型的DNA測序儀MinION Sequencer完成測序實驗。我們將會觀察這項技術在微重力的環境中是如何變化的,比如,液體樣品是否會發生某種形態上的變化?樣品流入測序儀的方式是否發生變化?我們可以從這個實驗中得到好的數據嗎?”

                        魯賓斯強調說這次實驗可以得到實時的第一手DNA測序數據,不僅可以驗證這種技術在外太空的實用性,也可以幫助人們了解在輻射以及睡眠變化對于基因組的影響,對于未來在太空站上研究人類疾病以及火星探險意義重大。

                        太空站是一個微重力環境下的封閉系統,就好像一個特殊的實驗室,可以開展很多在地球上無法進行的實驗,比如在改變重力條件下進行實驗,對密閉環境下的微生物進行研究等。太空站以27600多公里的時速繞地旋轉,磁場也會發生變化,在這樣的環境下,可以觀察到在地球上的實驗室無法模擬的現象。這讓作為科學家的她既感到激動,又責無旁貸。

                        3. 為了進入太空的夢想

                        魯賓斯出生于1978年,成長于美國宇航事業飛速發展的80年代,她說自己從小就夢想成為一名宇航員,并將美國第一位女宇航員薩莉·萊德博士(Dr Sally Ride)視作偶像。萊德博士是一位物理學家,1983年,32歲的她成為第一個進入太空的美國女性(編者注:萊德博士2012年因胰腺癌病逝)。在得知2009年NASA選拔宇航員的消息時,魯賓斯義無反顧地報了名。今天,她終于實現了自己30多年的夢想。

                      魯賓斯使用VR技術進行訓練。來源:NASA魯賓斯使用VR技術進行訓練。

                        在NASA長達數年的訓練中,她學會了開飛機,使用俄語和其他宇航員交流,學習如何使用復雜的空間站系統,如何進行太空漫步,如何在太空中鍛煉,她甚至學會了如何修理空間站的馬桶……

                        在被問到在太空中閑暇時最想做的事情,她說,和很多宇航員一樣,就是靜靜地觀察人類居住的這顆蔚藍色的星球,仿佛一個孤島漂浮在茫茫宇宙中。她還將通過NASA的官方Twitter賬號發布自己的實驗進展,并發來自己拍攝的外太空照片。

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