Cronologia della tecnologia di sequenziamento del DNA sulla Stazione Spaziale Internazionale
iss057e000185 (8/10/2018) – Il sequenziatore biomolecolare Best Experiment fluttua davanti alla finestra 7 nell’unità copula. Terra sullo sfondo. Un sequenziatore biomolecolare cerca di dimostrare, per la prima volta, che il sequenziamento del DNA è possibile in un veicolo spaziale in orbita attorno alla Terra. Un sequenziatore di DNA spaziale potrebbe identificare i microbi, diagnosticare malattie, comprendere la salute dei membri dell’equipaggio e forse aiutare a scoprire la vita basata sul DNA in altre parti del sistema solare.
NASA
I batteri possono essere identificati dal loro modello biologico unico, trovato all’interno delle molecole di acido desossiribonucleico (DNA).
Il DNA è costituito da quattro molecole base che si collegano insieme per codificare le istruzioni per la crescita e il comportamento delle cellule. Determinare l’ordine delle basi utilizzando il processo di sequenziamento del DNA dice ai ricercatori chi sono gli organismi e come potrebbero comportarsi.
Storicamente, l’attrezzatura necessaria per sequenziare il DNA è stata costosa, dispendiosa in termini di tempo e richiede competenze specializzate per funzionare, limitandone l’uso nello spazio.
Scopri come questa tecnologia si è evoluta fino al punto in cui i ricercatori possono ora sequenziare il DNA a bordo della Stazione Spaziale Internazionale:
Febbraio 1953 – Francis Crick, James Watson e Rosalind Franklin scoprono la struttura a doppia elica che costituisce il DNA.
Dicembre 1977 – Frederick Sanger sviluppa il primo metodo di sequenziamento del DNA per leggere il genoma del virus.
Luglio 1995 – Il primo sequenziamento completo del genoma batterico (H. influenzae) utilizzando il sequenziamento shotgun, che suddivide il genoma in piccole parti che vengono sequenziate individualmente utilizzando un metodo di terminazione della catena e quindi riassemblate.
Febbraio 2012 – Oxford Nanopore Technologies ha lanciato il primo sequenziatore di nanopori utilizzando il sequenziamento di nuova generazione (NGS) con MinION.
Aprile 2016 – Nell’ambito dello studio WetLab-2 della NASA, l’astronauta della NASA Jeff Williams ha eseguito il primo isolamento di RNA nello spazio da Escherichia coli e ha raccolto dati sui livelli di espressione di RNA nel microbo.
Aprile 2016 – Il DNA è stato amplificato per la prima volta a bordo della stazione dall’astronauta dell’ESA Tim Peake utilizzando la prima macchina PCR inviata alla stazione dalla società miniPCR.
Agosto 2016 – L’astronauta della NASA Kate Rubin sequenzia per la prima volta il DNA nello spazio.
Agosto 2017 – L’astronauta della NASA Peggy Whitson combina miniPCR con MinION, per sequenziare e identificare il primo microbo sconosciuto dalla stazione.
Una dimostrazione dell’esperimento Genes in Space-3 nel modulo Nodo 2. Gli esperimenti Genes in Space-3 dimostrano i modi in cui il sequenziamento del DNA portatile in tempo reale può essere utilizzato per esaminare l’ambiente microbico, diagnosticare malattie infettive e monitorare la salute dell’equipaggio a bordo la Stazione Spaziale Internazionale.
Agosto 2018 – L’astronauta della NASA Ricky Arnold dimostra la tecnologia di estrazione e sequenziamento biomolecolare (BEST) che utilizza metodi indipendenti dalla coltura per sequenziare il DNA sulla stazione per la prima volta utilizzando il metodo “swab-to-sequence”. Questo processo accelera la velocità di sequenziamento, non richiedendo più il tempo e le risorse necessarie per far crescere i batteri prima dell’analisi.
Maggio 2019 – L’astronauta della NASA Christina Koch esegue il primo editing genetico CRISPR-Cas9 sulla stazione, utilizzando lievito per imitare gli effetti delle radiazioni spaziali sul DNA umano.
31 luglio 2020 – L’astronauta della NASA e comandante della Spedizione 63 Chris Cassidy lavora all’interno del modulo Harmony della Stazione Spaziale Internazionale fornendo campioni di DNA microbico per il sequenziamento e l’identificazione.
Febbraio 2021 – L’equipaggio ha condotto più di 800 raccolte di campioni microbici in tutta la stazione per l’esperimento 3DMM. Gli scienziati hanno utilizzato il sequenziamento del DNA e altre analisi per costruire la prima mappa 3D completa di batteri e prodotti batterici in tutta la stazione.
3 gennaio 2022 – Raja Chari, astronauta della NASA e ingegnere di volo dell’Expedition 66, sequenzia il DNA di campioni di batteri utilizzando la BioMole Facility per comprendere l’ambiente microbico sulla Stazione Spaziale Internazionale.
6 settembre 2023 – Yasmine Moghbeli, astronauta della NASA e ingegnere di volo dell’Expedition 69, fornisce campioni microbici per il sequenziamento del DNA a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
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