如何探测火星上的生命并进行DNA测序?

时间:2019-08-26 来源: 历史

检测火星上的生命并进行DNA测序?当麻省理工学院的科学家克里斯托弗卡尔9岁时访问夏威夷的绿色海滩时,他可能没想到有一天他会用脚下的小橄榄石水晶来寻找外星生命。

Carl目前是麻省理工学院地球,大气和行星科学系(EAPS)和马萨诸塞州综合医院联合开发的超基因组学检索(SETG)仪器的首席研究员,并结合了生物学,地质学和行星科学。帮助了解宇宙中生命的演变过程。

不可分割的一部分。外星基因组搜索最初是由哈佛医学院遗传学教授Gary Ruvkun提出的。自2005年以来,他一直由麻省理工学院副院长兼麻省理工学院地球物理学教授Maria Zuber领导。作为外星基因组科学原理的研究员,Carl与一大批科学家和工程师合作,帮助开发仪器它可以承受辐射并在太空飞行环境中检测DNA,这是一种携带大多数生物遗传信息的核酸。

(图解)合成样本模拟我们周围世界的不同区域,以验证生命测试协议,由Angel Mojarro为SETG团队合成。

现在,卡尔和他的同事正在调整仪器,以便在这个红色星球上工作。为此,研究小组需要模拟被认为能够保存火星生命迹象的土壤类型,为此他们需要一名地质学家。 Angel Mojaro是EAPS的研究生,她接受了这项任务。根据火星探测器的数据,Mojarro花了几个月的时间在火星的不同区域合成土壤。事实证明,你可以在网上购买火星上发现的大部分岩石和矿物,但不是全部。

橄榄石中最难找到的成分之一是橄榄石。在创建了一系列不同的火星模拟土壤之后,Mojarro希望了解SETG是否能够提取和检测嵌入这些土壤中的少量DNA,就像在未来的火星任务中一样。这是在中间完成的。尽管有许多技术可以检测和测定地球上的DNA,但仪器的规模已经缩小,以适应火星漫游车罗孚,从地球中幸存下来,并在火星的恶劣环境中保持高保真度。测序是一项独特的挑战,无论今天的测序技术如何,这都是一个很大的步骤。自2005年成立以来,SETG仪器得到了发展和完善。

该团队目前正致力于将一种名为纳米孔测序的新方法整合到新研究中。在纳米孔测序中,DNA链通过纳米尺寸的孔,并且通过离子电流的变化检测碱基序列。就其本身而言,Mogaro的火星模型土壤不含微生物,因此为了测试和开发火星模拟土壤中DNA的纳米孔测序,Mogaro在土壤中添加了已知量的枯草芽孢杆菌孢子。如果没有人类在火星上的帮助,SETG仪器将需要能够收集,纯化和测序DNA,这一过程通常需要大约1微克的地球DNA。

(插图)SETG便携式单分子DNA测序解决方案:纳米孔MinION(顶部)设备和Intel Compute Stick,采用智能手机控制。

该团队使用新的测序和制备方法的结果发表在《天体生物学》上,将检测限提高到十亿分之几,这意味着即使是最微小的生命迹象也可以被仪器检测和测序。这不仅适用于火星.这些结果在其他领域也有意义,地球上类似的DNA测序方法已用于帮助管理和跟踪埃博拉疫情和医学研究。此外,SETG的改进对于行星保护可能是重要的,其目标是防止和最小化地球对空间环境的生物污染。即使在SETG仪器的新检测限内,Mojarro也能够区分人类DNA和芽孢杆菌DNA。

如果我们发现其他星球上的生命,我们需要一种能够区分搭便车的微生物和地球和火星生命的技术。在《天体生物学》发表的一篇研究论文中,Mojarro和Carr相信这些发展可能会填补地球生命故事中一些缺失的空白。如果火星上有生命,那么它很可能与我们有关。这些研究引用了之前的研究,描述了晚期重型轰炸(41亿至38亿年前)行星之间的物质交换。如果将来SETG在火星上检测到并对DNA进行测序,结果可能会“重写我们对其起源的理解”。

博科公园

2019.08.03 15: 49

字数1335

检测火星上的生命并进行DNA测序?当麻省理工学院的科学家克里斯托弗卡尔9岁时访问夏威夷的绿色海滩时,他可能没想到有一天他会用脚下的小橄榄石水晶来寻找外星生命。

Carl目前是麻省理工学院地球,大气和行星科学系(EAPS)和马萨诸塞州综合医院联合开发的超基因组学检索(SETG)仪器的首席研究员,并结合了生物学,地质学和行星科学。帮助了解宇宙中生命的演变过程。

不可分割的一部分。外星基因组搜索最初是由哈佛医学院遗传学教授Gary Ruvkun提出的。自2005年以来,他一直由麻省理工学院副院长兼麻省理工学院地球物理学教授Maria Zuber领导。作为外星基因组科学原理的研究员,Carl与一大批科学家和工程师合作,帮助开发仪器它可以承受辐射并在太空飞行环境中检测DNA,这是一种携带大多数生物遗传信息的核酸。

(图解)合成样本模拟我们周围世界的不同区域,用于验证生命测试协议,由Angel Mojarro为SETG团队合成。

现在,卡尔和他的同事正在调整仪器,以便在这个红色星球上工作。为此,研究小组需要模拟被认为能够保存火星生命迹象的土壤类型,为此他们需要一名地质学家。 Angel Mojaro是EAPS的研究生,她接受了这项任务。根据火星探测器的数据,Mojarro花了几个月的时间在火星的不同区域合成土壤。事实证明,你可以在网上购买火星上发现的大部分岩石和矿物,但不是全部。

橄榄石中最难找到的成分之一是橄榄石。在创建了一系列不同的火星模拟土壤之后,Mojarro希望了解SETG是否能够提取和检测嵌入这些土壤中的少量DNA,就像在未来的火星任务中一样。这是在中间完成的。尽管有许多技术可以检测和测定地球上的DNA,但仪器的规模已经缩小,以适应火星漫游车罗孚,从地球中幸存下来,并在火星的恶劣环境中保持高保真度。测序是一项独特的挑战,无论今天的测序技术如何,这都是一个很大的步骤。自2005年成立以来,SETG仪器得到了发展和完善。

该团队目前正致力于将一种名为纳米孔测序的新方法整合到新研究中。在纳米孔测序中,DNA链通过纳米尺寸的孔,并且通过离子电流的变化检测碱基序列。就其本身而言,Mogaro的火星模型土壤不含微生物,因此为了测试和开发火星模拟土壤中DNA的纳米孔测序,Mogaro在土壤中添加了已知量的枯草芽孢杆菌孢子。如果没有人类在火星上的帮助,SETG仪器将需要能够收集,纯化和测序DNA,这一过程通常需要大约1微克的地球DNA。

(插图)SETG便携式单分子DNA测序解决方案:纳米孔MinION(顶部)设备和Intel Compute Stick,采用智能手机控制。

该团队使用新的测序和制备方法的结果发表在《天体生物学》上,将检测限提高到十亿分之几,这意味着即使是最微小的生命迹象也可以被仪器检测和测序。这不仅适用于火星.这些结果在其他领域也有意义,地球上类似的DNA测序方法已用于帮助管理和跟踪埃博拉疫情和医学研究。此外,SETG的改进对于行星保护可能是重要的,其目标是防止和最小化地球对空间环境的生物污染。即使在SETG仪器的新检测限内,Mojarro也能够区分人类DNA和芽孢杆菌DNA。

如果我们发现其他星球上的生命,我们需要一种能够区分搭便车的微生物和地球和火星生命的技术。在《天体生物学》发表的一篇研究论文中,Mojarro和Carr相信这些发展可能会填补地球生命故事中一些缺失的空白。如果火星上有生命,那么它很可能与我们有关。这些研究引用了之前的研究,描述了晚期重型轰炸(41亿至38亿年前)行星之间的物质交换。如果将来SETG在火星上检测到并对DNA进行测序,结果可能会“重写我们对其起源的理解”。

检测火星上的生命并进行DNA测序?当麻省理工学院的科学家克里斯托弗卡尔9岁时访问夏威夷的绿色海滩时,他可能没想到有一天他会用脚下的小橄榄石水晶来寻找外星生命。

Carl目前是麻省理工学院地球,大气和行星科学系(EAPS)和马萨诸塞州综合医院联合开发的超基因组学检索(SETG)仪器的首席研究员,并结合了生物学,地质学和行星科学。帮助了解宇宙中生命的演变过程。

不可分割的一部分。外星基因组搜索最初是由哈佛医学院遗传学教授Gary Ruvkun提出的。自2005年以来,他一直由麻省理工学院副院长兼麻省理工学院地球物理学教授Maria Zuber领导。作为外星基因组科学原理的研究员,Carl与一大批科学家和工程师合作,帮助开发仪器它可以承受辐射并在太空飞行环境中检测DNA,这是一种携带大多数生物遗传信息的核酸。

(图解)合成样本模拟我们周围世界的不同区域,用于验证生命测试协议,由Angel Mojarro为SETG团队合成。

现在,卡尔和他的同事正在调整仪器,以便在这个红色星球上工作。为此,研究小组需要模拟被认为能够保护火星生命迹象的土壤类型,为此他们需要一名地质学家。 Angel Mojaro是EAPS的研究生,她接受了这项任务。根据火星探测器的数据,Mojarro花了几个月的时间在火星的不同区域合成土壤。事实证明,你可以在网上购买火星上发现的大部分岩石和矿物,但不是全部。

橄榄石中最难找到的成分之一是橄榄石。在创建了一系列不同的火星模拟土壤之后,Mojarro希望了解SETG是否能够提取和检测嵌入这些土壤中的少量DNA,就像在未来的火星任务中一样。这是在中间完成的。尽管有许多技术可以检测和测定地球上的DNA,但仪器的规模已经缩小,以适应火星漫游车罗孚,从地球中幸存下来,并在火星的恶劣环境中保持高保真度。测序是一项独特的挑战,无论今天的测序技术如何,这都是一个很大的步骤。自2005年成立以来,SETG仪器得到了发展和完善。

该团队目前正致力于将一种名为纳米孔测序的新方法整合到新研究中。在纳米孔测序中,DNA链通过纳米尺寸的孔,并且通过离子电流的变化检测碱基序列。就其本身而言,Mogaro的火星模型土壤不含微生物,因此为了测试和开发火星模拟土壤中DNA的纳米孔测序,Mogaro在土壤中添加了已知量的枯草芽孢杆菌孢子。如果没有人类在火星上的帮助,SETG仪器将需要能够收集,纯化和测序DNA,这一过程通常需要大约1微克的地球DNA。

(插图)SETG便携式单分子DNA测序解决方案:纳米孔MinION(顶部)设备和Intel Compute Stick,采用智能手机控制。

该团队使用新的测序和制备方法的结果发表在《天体生物学》上,将检测限提高到十亿分之几,这意味着即使是最微小的生命迹象也可以被仪器检测和测序。这不仅适用于火星.这些结果在其他领域也有意义,地球上类似的DNA测序方法已用于帮助管理和跟踪埃博拉疫情和医学研究。此外,SETG的改进对于行星保护可能是重要的,其目标是防止和最小化地球对空间环境的生物污染。即使在SETG仪器的新检测限内,Mojarro也能够区分人类DNA和芽孢杆菌DNA。

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