במשך כמעט עשור, Genes in Space™ אתגרה תלמידים לפתח ניסויים בטיסות חלל המשתמשות בביוטכנולוגיה כדי להתמודד עם אתגרי טיסות החלל. נוסדה על ידי בואינג ו-miniPCRbio, התוכנית מסתמכת על כלים שונים שניתן להשתמש בהם בנפרד או בשילוב זה עם זה כדי לבצע חקירות מחקר בתחנת החלל הבינלאומית (ISS). כדי לספק לסטודנטים עוד יותר אפשרויות ולהרחיב את היכולות של ערכת הכלים של גנים בחלל, בואינג משתפת פעולה עם נאס"א והמעבדה הלאומית של ISS® לפתוח בחקירה לתחנת החלל כדי לבדוק פרוטוקולים שיכולים לשמש בסיס לחקירות גנים בחלל של סטודנטים עתידיים.
החקירה תטוס על ה-20 של נורת'רופ גרומןה' משימת שירותי אספקה מסחרית (NG-20). במקום לשגר דגימות שינותחו בחלל, החקירה מתמקדת באיסוף דגימות ישירות מתחנת החלל ולאחר מכן בניתוח הדגימות הללו במסלול.
לשם כך, חברי הצוות בתחנה יאספו דגימות ממערכת שחזור המים של ISS (WRS) וימנפו את הכלים הקיימים של Genes in Space למיקרוביולוגיה כדי לבצע אפיון מקצה לקצה של קהילת החיידקים בתוך WRS. חברי הצוות ישתמשו ב-miniPCR ו-MinION עבור מיצוי ורצף DNA, יחד עם צופה הקרינה כדי להשיג את הפרופיל הגנומי המדויק והשלם הראשון של ה-WRS.
הערכה אמיתית של WRS מעולם לא נערכה. בדרך כלל, דגימות נאספות בחלל ומוחזרות לקרקע לצורך ניתוח, מה שלא מספק אפיון אמיתי של הקהילה המיקרוביאלית".
שרה וואלאס, מיקרוביולוגית של נאס"א
לדברי וואלאס, חקירות קודמות של צוות זה השתמשו בגישת רצף ממוקדת מאוד, אך חקירה זו שואפת לעבור מעבר לכך. "אנחנו נוקטים בגישה מטאנומית אמיתית עם החקירה הזו, שבה אנחנו מסדרים כל DNA שאנחנו יכולים ללכוד", אמר וואלאס.
לשם כך, מכשיר ה-miniPCR יעזור להבטיח שהחומר נמצא בצורה שהרצף יכול לזהות. הכלי MinION ירצף את כל ה-DNA בדגימות. "שיטה זו תיתן לנו כלי חדש לשימוש ותאפשר לנו לאסוף מידע רב ככל האפשר", אמר וואלאס. "לכן, שיטה זו תיתן לנו את כל המידע על קהילת החיידקים בתחומים שונים בתוך ה-WRS."
וואלאס אומר שהחקירה תתמקד ב-WRS מכיוון שעד שהדגימות יוחזרו לכדור הארץ, מתגלים רק מעט אורגניזמים, בדרך כלל בכמויות גבוהות יותר, וזה לא אפיון מדויק. "אנחנו יודעים שכנראה התחלנו עם קהילה די מגוונת של חיידקים, אבל עם הזמן, דבר אחד או שניים צומחים בשקיות ההחזרה של הדגימה ומשתלטים בעצם – כל שאר האורגניזמים נצרכים או מתחרים ומתחרים", אמרה. "זהו מדע ממש יפה כי הוא יעזור לנו להבין מה יש לנו ב-ISS וגם יעזור לנו ליידע מערכות עתידיות של טיסות חלל, כמו אלה לשימוש בירח ובמאדים."
סקוט קופלנד של בואינג, מייסד שותף של גנים בחלל, אמר, "לסטודנטים המשתתפים בתחרות הגנים בחלל יש הזדמנות לתרום משמעותית להבנה הקולקטיבית שלנו בביולוגיה בחלל. אנו נרגשים לשתף פעולה עם נאס"א כדי לבדוק פרוטוקולים נוספים שניתן להציע לחוקרים סטודנטים בתחרויות גנים בחלל עתידיות".
בנוסף, וואלאס אומר שהחקירה הזו תאפשר לסטודנטים הפונים לתוכנית Genes in Space להציע דרכים חדשות ושונות להשתמש בטכנולוגיית miniPCR מעבר להגברות מסורתיות. "גנים בחלל הם רק מדע טהור עבור התלמידים", אמרה. "והחקירה הזו תרחיב על כך".
בקשות לתחרות הגנים בחלל הנוכחית נפתחו ב-10 בינואר 2024.
