Cherchant à mieux comprendre les microbes d'origine spatiale, la NASA a lancé un programme appelé Genes in Space-3 - un effort collaboratif qui préparera, séquencera et identifiera des organismes inconnus, entièrement à partir de l'espace. Pour ceux qui pourraient penser que cela ressemble beaucoup au film La vie - où les astronautes font revivre un organisme étranger sur la Station spatiale internationale et tout le monde meurt! - rassurez-vous, ce n'est pas la configuration d'un film d'horreur.
En vérité, il représente un développement révolutionnaire qui s'appuie sur des réalisations récentes, où l'ADN a été synthétisé pour la première fois par l'astronaute de la NASA Kate Rubin à bord de la Station spatiale internationale en 2016. À l'avenir, le programme Genes in Space-3 permettra aux astronautes à bord de l'ISS pour collecter des échantillons de microbes et les étudier en interne, plutôt que de les renvoyer sur Terre pour analyse.
Les expériences précédentes réalisées par Rubin - qui faisaient partie de l'enquête Biomolecule Sequencer - ont cherché à démontrer que le séquençage de l'ADN est réalisable dans un vaisseau spatial en orbite. The Genes in Space-3 cherche à s'appuyer sur cela en établissant un processus de préparation d'échantillons d'ADN qui permettrait aux équipages de l'ISS d'identifier les microbes, de surveiller la santé des équipages et d'aider à la recherche d'une vie basée sur l'ADN ailleurs dans le système solaire.
Comme Sarah Wallace - microbiologiste de la NASA et chercheuse principale (PI) du projet au Johnson Space Center - l'a déclaré dans un récent communiqué de presse:
«Nous avons eu une contamination dans des parties de la station où des champignons ont été observés en train de croître ou du biomatériau a été retiré d'une ligne de flottaison obstruée, mais nous n'avons aucune idée de ce que c'est jusqu'à ce que l'échantillon retourne au laboratoire. Sur l'ISS, nous pouvons réapprovisionner régulièrement les désinfectants, mais au fur et à mesure que nous allons au-delà de l'orbite terrestre basse où la capacité de réapprovisionnement est moins fréquente, il est très important de savoir quoi désinfecter ou non. »
Développé en partenariat par le Johnson Space Center de la NASA et Boeing (et parrainé par l'ISS National Lab), ce projet rassemble deux outils de biologie moléculaire précédemment testés en vol spatial. Tout d'abord, il y a le miniPCR, un appareil qui copie des morceaux d'ADN ciblés dans un processus appelé Polymerase Chain Reaction (PCR) pour créer des milliers de copies.
Cet appareil a été développé dans le cadre du concours Genes in Space conçu par les étudiants et a été testé avec succès à bord de l'ISS lors de l'expérience Genes in Space-1. De septembre à mars 2016, cette expérience visait à tester si les altérations de l'ADN et l'affaiblissement du système immunitaire (qui se produisent tous deux pendant le vol spatial) sont en fait liés.
Cet essai sera suivi cet été avec l'expérience Genes in Space-2. D'avril à septembre, cette expérience mesurera comment les vols spatiaux affectent les télomères - les capuchons protecteurs de nos chromosomes qui sont associés aux maladies cardiovasculaires et aux cancers.
Le MinION, quant à lui, est un appareil portable développé par Oxford Nanopore Technologies. Capable d'analyser des séquences d'ADN et d'ARN, cette technologie permet une analyse rapide qui est également portable et évolutive. Il a déjà été utilisé ici sur Terre et a été testé avec succès à bord de l'ISS dans le cadre de l'enquête Biomolecule Sequencer plus tôt cette année.
Combinée à quelques enzymes supplémentaires pour démontrer l'amplification de l'ADN, l'expérience Genes in Space-3 permettra aux astronautes d'amener le laboratoire aux micro-organismes, plutôt que l'inverse. Il s'agira de membres d'équipage collectant des échantillons à l'intérieur de la station spatiale, puis les cultivant à bord du laboratoire en orbite. Les échantillons seront ensuite préparés pour le séquençage à l'aide du miniPCR et séquencés et identifiés à l'aide du MinION.
Comme l'explique Sarah Stahl, microbiologiste et scientifique du projet, cela permettra aux équipes de lutter contre la propagation des maladies infectieuses et des bactéries. «L'ISS est très propre», a-t-elle déclaré. «Nous trouvons beaucoup de micro-organismes associés à l'homme - beaucoup de bactéries courantes telles que Staphylococcus et Bacille et différents types de champignons familiers comme Aspergillus et Penicillium.”
En plus de pouvoir diagnostiquer des maladies et des infections en temps réel, l'expérience permettra de nouvelles recherches passionnantes à bord de l'ISS. Cela pourrait inclure l'identification de la vie basée sur l'ADN sur d'autres planètes, dont les échantillons seraient retournés à l'ISS via une sonde. De plus, si des microbes de poule sont trouvés flottant dans l'espace, ils pourraient être renvoyés à l'ISS pour une analyse rapide.
Un autre avantage du programme sera que les scientifiques basés sur la Terre pourront accéder aux expériences en cours à bord de l'ISS en temps réel. Et les scientifiques ici sur Terre bénéficieront également des outils utilisés, qui permettront de diagnostiquer des virus de manière efficace et bon marché, en particulier dans les régions du monde où l'accès à un laboratoire n'est pas possible.
Une fois de plus, le développement de systèmes et d'outils destinés à être utilisés dans l'espace - un environnement qui n'est généralement pas propice aux technologies basées sur la Terre - propose des applications qui vont bien au-delà des voyages dans l'espace. Et dans les années à venir, la recherche génétique basée sur l'ISS pourrait aider dans la recherche continue de la vie extraterrestre, ainsi que fournir de nouvelles perspectives sur des théories comme la panspermie (c'est-à-dire le cosmos semé de vie par les comètes, les astéroïdes et les planétoïdes).
Assurez-vous de profiter de cette vidéo intitulée «Cosmic Carpool», gracieuseté du Johnson Space Center de la NASA:
