До сих пор в NASA создавали инструменты, предназначающиеся для поиска биосигналов, которые могли бы указывать лишь на возможность жизни, но не саму жизнь, независимо от того, насколько она примитивна. В рамках нового проекта в NASA хотят создать автоматизированный планетарный робот, который будет имитировать то, что биологи проводят каждый день в земных лабораториях: смотреть в микроскопы, чтобы визуально определить микробную жизнь, живущую в образцах, сообщает официальный сайт аэрокосмического агентства.
Руководит проектом Мелисса Флойд, ученый из Центра космических полетов Годдарда NASA в Гринбелте (США). Она создала 3D-печатный прототип устройства FISHbot и продвигает его в качестве инструмента для поиска бактериальной жизни на Марсе и других объектах Солнечной системы.
«Жизнь существует повсюду на Земле, даже в местах, не подходящих для жизни людей. Я постоянно об этом думала. Так у меня появилась идея: а что, если бы жизнь на Марсе могла развиваться так же, как на Земле? Марс в своем прошлом определенно подвергался такой же бомбардировке «химическим супом», что и Земля», — говорит Мелисса Флойд.
Ученый добавляет, что это не просто предположение. Идея имеет под собой научное обоснование. Нуклеотиды — молекулы, образующие дезоксирибонуклеиновую кислоту и рибонуклеиновую кислоту – уже находили в кометах. Эти молекулы, более известные как ДНК и РНК, хранят и передают генетическую информацию на клеточном уровне во всех живых организмах на Земле.
Для поиска жизни на другой планете роботизированный инструмент Флойд сосредоточился бы на выявлении бактерий и архей. Они являются представителями большой группы одноклеточных микроорганизмов, которые процветают в различных условиях и считаются первыми организмами, появляющимися на Земле около 4 миллиардов лет назад. На Земле в одном грамме почвы может содержаться около 40 миллионов бактериальных клеток, а в миллилитре пресной воды в среднем содержится до одного миллиона таких клеток.
Концепт, который, по ее мнению, можно воплотить в виде отдельного роботизированного устройства или в виде нескольких инструментов марсохода, основывается на весьма популярном методе химического анализа — флуоресцентной гибридизации in situ. Флуоресцентная гибридизация in situ или FISH предназначается для выявления РНК, а также детекции и определения положения специфической последовательности ДНК на метафазных хромосомах или в интерфазных ядрах in situ (на месте). Эти нитевидные структуры присутствуют в ядрах большинства живых клеток и содержат генетическую информацию в виде генов. Метод FISH широко используют в преимплантационной, пренатальной и постнатальной генетической диагностике, в диагностике онкологических заболеваний, в ретроспективной биологической дозиметрии.
При флуоресцентной гибридизации in situ используют ДНК-зонды, которые связываются с комплементарными мишенями в образце. В состав ДНК-зондов входят нуклеозиды, меченные флюорофорами (фрагмент молекулы, придающий ей флуоресцентные свойства). При прямом мечении связавшийся с мишенью ДНК-зонд можно наблюдать при помощи флуоресцентного микроскопа сразу по завершении гибридизации.
«Я пытаюсь разобраться, можно ли все это проделать с помощью роботизированного инструмента», — говорит Флойд и добавляет, что было бы здорово, если бы система могла нести до 10 зондов для идентификации широкого круга одноклеточных организмов.
«Даже если там имеются фрагменты высококонсервативных генетических последовательностей, везде встречающихся на Земле, FISH смог бы их определить», — объясняет специалист.
Основная сложность, отмечает ученый, заключается в упрощении и автоматизации процесса, чтобы образцы можно было подготавливать в отдельных подложках, нагревать их, а также автономно переворачивать для более подробного обзора под микроскопом, что вероятнее всего придется делать много раз для более глубокого анализа.
