零重力遗传学试验首获成功

安迪·范伯格在零重力下用一个容量移液器转移液体。资料来源:美国航天局

在美国宇航局的零重力飞机进行了160次俯冲之后，研究人员终于获得了能够在太空中对基因进行测序的第一个证据。

马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的遗传学家安德鲁·费恩伯格和林赛·里扎迪在美国国家航空航天局的失重飞机上完成了基因测试，这种飞机也被称为“呕吐彗星”，可以根据抛物线波动来模拟太空失重。"在第一秒钟，我感觉就像在天堂一样。"范伯格说，“我完全爱上了它。”

研究人员在零重力下测试了两种重要的工具——一种可以帮助遗传物质长期储存。另一个是小型便携式基因测序仪。

例如，在太空中，为了长时间储存样本，有必要用移液管吸取一层被离心机分离的血液，并将其放入另一个容器中——在零重力的情况下，要完成这项工作而不溢出任何液体确实非常困难。

范伯格和里扎迪在飞行试验中尝试了三种移液方法。

第一种方法是由美国宇航局提出的，使用一根连接在塑料管上的长针将样本转移到一个新的容器中，但是这种方法很难长时间保持稳定的操作。

第二种方法使用标准血清移液管，然而，相对于样本管，这些移液管的宽度破坏了流体的表面张力，允许液体溢出容器的外壁。里扎尔迪还指出，这种方法还会形成气泡，在失重状态下很难去除。

第三种方法通过使用容量移液器获得最佳效果。研究人员使用移液管内的小活塞直接接触样本，以确保没有空气进入。这种方法的秘密在于移液管的尖端应该足够小，以避免破坏表面张力，从而防止液体从管壁溢出。

“我们不知道它会有用。”范伯格说，“但它真的起作用了。”

范伯格和里扎迪还测试了一个小型基因测序仪——这种叫做MinION的仪器是由他们的一个同事带到飞机上的。

纽约威尔康奈尔医学院的遗传学家克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)回忆道:“我说，‘嘿，如果你想去天堂，你能不能帮我们带些迷你机器人来，看看它们是否能顺利工作？“

在这个实验中，研究人员成功地用微型计算机对地面上制备的少量DNA进行了测序。梅森和美国宇航局的一名同事现在计划在2016年初向国际空间站发送一架迷你飞机。

范伯格和梅森是美国宇航局“双胞胎研究”项目的10名项目负责人之一，该项目旨在密切跟踪双胞胎宇航员马克·凯利和斯科特·凯利之间的生物学变化。斯科特目前在国际空间站，已经呆了一年了。他会定期发回生物样本给地面上的研究人员，以比较他和地球上的兄弟之间的差异。

范伯格指出，测试这些技术的原因之一是为了弄清宇航员是否能在未来的长期太空飞行中对他们的DNA进行测序。"我们真的要感谢美国宇航局允许我们进行这样的测试."他说，“他们都是非常好奇的人。他们真的想知道一切。”(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2015-10-15，第二版国际)

阅读更多

《自然》杂志的相关报道