发现真正外星生命？科学家建议打包基因组测序仪

卡西尼号的继任者(如图)可能有一天会携带一个DNA测序仪穿过土卫二的羽状物。资料来源:美国航天局/JPL-加州理工学院

如果外星人不像人类呢？长期以来，这一直是寻找外星生命过程中的一个令人困惑的问题:如果外星生命看起来与地球上的生命完全不同，如果他们没有生命的DNA和RNA构件，机器人探险者如何知道他们已经发现了外星生命？

随着科学家们关注木星和土卫二的潜在可居住水域，这个问题变得更加紧迫。人们可以想象，火星上的任何生命都可能与地球有一个共同的祖先，因为这两个行星非常接近，它们在过去几十亿年里可能有许多共同的迹象，但是土星上基于DNA的生命呢？那将是一个扩展。

然而，科学家们在最近的月球和行星科学会议上的报告以及发表在《天体生物学》杂志上的一篇论文中说，在任何生物实验室中，寻找非人类生命仍然可以通过熟悉的工具来完成。他们说，如果你想在太空中寻找最大可能的生命，包括人类和非人类的生命，你需要带一个基因组探测器。"你可能会遇到完全不同的生物化学."领导这项研究的华盛顿特区乔治城大学的天体生物学家萨拉·斯图尔特·约翰逊说，“但是你仍然会看到信号。”

正如所建议的那样，这项技术之所以有效，是因为像脱氧核糖核酸这样的核酸是混合的。取一条含有30~80个核苷酸的链，它将自然形成二级和三级结构。这些结构将与大量的物质和形状结合在一起:生物制剂，如多肽和蛋白质、有机分子、矿物质甚至金属。

约翰逊的团队从癌症生物学中借用了一种技术，即配体指数富集的系统进化技术(SELEX)，来形成一个巨大的随机核苷酸短链文库，即核酸适体，然后用特定的靶标培养它们，如专门的乳腺癌细胞。SELEX通常被重复多次，科学家过滤出与目标无关的适体。

"我们的想法是把它翻过来。"约翰逊说。他们的传感器将允许样本接触所有随机的适体，并从每次攻击中获得信息。"分析整个绑定模式，任何绑定."她说。这些模板可以被放大和测序，揭示出约翰逊称之为“指纹”的化学复杂性模式

这种指纹不如在测序仪中捕获DNA那样清晰。然而，如果样品暴露在这样的适体文库中，一个复杂的分子将结合不止一个序列。复杂性，尤其是在非常小的样本中捕捉到的复杂性，可能是生命的标志。“它可能不像你的DNA序列器那样确定，但它可能是一种生命特征。如果这不是一个生物学特征，它也是一个非常强的生物学标记。”约翰逊说。

这不是探测未知生命的唯一方法。就像这个所谓的新兴领域一样，它们中的大多数都需要对包容性做出一个可交换的定义。约翰逊曾与其他科学家合作，证明质谱仪(美国宇航局机器人任务中的一种常用工具)可以与算法结合起来评估分子复杂性，而不仅仅是其重量。

近年来，基因组测序仪的尺寸已经显著减小。例如，牛津纳米孔技术公司的MinION只有85克重，可以放在手掌里。尽管美国国家航空航天局的任务还没有计划将定序器送入太空，但该机构正在支持几项计划，为探索技术做准备。

麻省理工学院的天体生物学家克里斯托弗·卡尔没有参与这项研究，他说约翰逊的提议看起来很有创意，可以补充生命探测的其他研究。卡尔正在领导美国宇航局的测序工作，约翰逊的技术可以增加类似工具的效用。他说:“不管有没有生命，它都很可能为任何样本提供数据。”然而，这种方法也可能提供令人困惑的信息，尤其是来自未知材料的信息。卡尔补充说，仔细的准备和能够为样本提供背景信息的工具有助于克服这些障碍。

约翰逊渴望探索部门之外的生活。她想把定序器带到任何地方，不仅仅是太阳系外行星，还有火星表面或者包裹在冰冻甲烷中的土卫六的样本。“我想去泰坦星。那里的一切都不一样。太疯狂了。”她说，“我想探索，到处探索。”(晋南编)

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