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研究人员设计了一种用于检测火星的生命的DNA测序微芯片

2021-05-25 19:50:02来源:

在分析MARS迹象的一步中,来自麻省理工学院,哈佛和马萨诸塞州的研究人员综合医院正在研究一种DNA测序微芯片,可以存活与火星上的辐射剂量类似的辐射剂量。

如果火星上有生命,那么这并不是太友好,相信这种火星物种可以在地球上共享生命的遗传根源。

超过35亿年前,闪耀着太阳系周围的流星,在两颗刚刚的行星之间传递材料。这种乒乓球的银河游戏可能在火星上留下了地球,反之亦然,在两颗行星之间创造了共享的遗传血统。

这种理论对MIT系,大气和行星科学系的研究科学家提供了很大的呼吁。与Massachusetts综合医院(MGH)和Maria Zuber一起使用Gary Ruvkun,Greiswold of Geophysics和MIT研究副总裁Carr正在建立一个DNA序列机,他希望有一天会送到火星,在那里它可以分析DNA和其他遗传物质痕量的土壤和冰上样品。

现在,迈出了MIT,哈佛大学的CARR和同事,哈佛大学和MGH揭露了工具的核心 - 将DNA测序微芯片 - 与在机器人远征中可能预期的辐射剂量相似。暴露于这种辐射后 - 包括氧气和铁的质子和重离子 - 微芯片分析了大肠杆菌的试验菌株,成功地识别其遗传序列。

Carr说,该集团的结果表明,微芯片可以在太空中存活长达两年 - 足够长的时间来达到火星并收集一年半的数据。

“随着时间的推移在火星上,芯片的表现可能会降低,降低我们获得序列数据的能力。Carr说,芯片可能具有更高的错误率,或者可能无法运行。“我们没有看到任何这些问题[我们的测试]。… 一旦这个芯片经过两年的火星使命,它仍然可以顺序。“

研究人员在杂志上发表的论文中报告了他们的结果。

模拟太阳风暴

火星,过去或现在的任何生命都必须非常有弹性:这个星球大部分大多是二氧化碳的大气,比地球更薄100倍,提供了非常小的温暖。温度可能会导致减去195华氏度。

另一方面,火星的深度地下与地球的深度不同,这已知为港口微生物。目前探索火星的好奇罗弗的结果表明,在地球的表面下方,呈现干燥和冷的,但其他可能的良性环境,所有主要的元素都需要生命。

为了检测这些地下寿命,火星表面的DNA测序仪器必须承受温度波动和稳定地暴露于空间辐射。这种曝光可能导致芯片报告误报,例如,或在DNA序列中记录额外的碱基。

Carr及其同事测试了MARS样辐射对市售测序芯片的影响。测试芯片含有130万微孔,每个微孔可以保持单个珠粒,其含有可用于产生DNA序列的DNA的扩增片段。

为了测试芯片对辐射的恢复力,该团队在布鲁克韦纳国家实验室前往NASA的空间辐射实验室。一旦,研究人员,共使用40微芯片,首先在20个芯片上进行电气测试 - 校准芯片增益,电压和孔的过程以验证部件是否正常工作。

在电动测试之后,使用线性加速器和电子束离子源将芯片暴露于各种水平的辐射。芯片持续的最高辐射剂量比他们在对火星的两年任务中经历。

芯片照射后,团队再次测试了每个的电气性能,发现芯片功能的变化很小。

在火星和超越的生活

在第二轮测试中,Carr将剩余的20微芯片暴露于与第一批次相同的辐射水平,然后将芯片返回到他的实验室并加载来自大肠杆菌的DNA片段。尽管暴露于辐射,但芯片能够分析DNA并正确鉴定细菌序列。

“这些筹码是候选人,在没有任何修改的情况下对火星进行排序,”Carr说。““我们基本上看不到辐射的影响。这对我们来说是一个关键的事情。“

克里斯·麦凯师(Chris Mckay)是NASA ames研究中心的空间科学家,表示,辐射弹性DNA测序芯片,例如在本实验中使用的芯片,是未来生命检测法制和其他人的有希望的候选人行星。

Carr和同事的论文“关于行星任务开发DNA测序仪的重要一步的报告,”McKay说,没有贡献这项研究。“除了成为其他世界上生命的一部分,DNA搜索者将与评估人类勘探的网站有关。”

在以前的研究中,CARR和他的同事发现DNA测序中使用的试剂也可以承受类似的辐射水平。Carr说,结果表明遗传测序可能是空间中可行的过程。

在火星之外,Carr说,DNA测序可能对Jupiter的Moon Europa等地方感兴趣,液体海洋可能怀有生命的迹象。Carr说,越来越有希望,是Enceladus的地方,被认为是一个潜在的可居住区的土星月亮,并且具有更少强烈的辐射。

“我认为我们会在某些时候看到在空间中的DNA测序,”卡尔说。“希望我们有机会成为其中的一部分。”

出版物:Christopher E.Carr等人,“用于原位寿命检测的测序芯片的辐射抗性,”天体学“。2013年6月13日(6):560-569。 DOI:10.1089 / AST.2012.0923。

图像:美国宇航局;麻省理工学院新闻办公室

经MIT新闻许可转载