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移液和空间细胞的分离

就像早期的探险家一样,美国宇航局双胞胎研究调查人员正在冒险进入新的领域。作为在国际空间站上进行的一年任务的一部分,对双胞胎宇航员进行人体组学研究就是这样一个冒险。随着技术的发展,研究也在不断发展。美国宇航局正在评估更有效和创新的研究技术,为火星之旅做好准备。

创新思维可以改善生物样品从太空加工和运输到地球研究实验室的方式,以供将来研究。这种想法是由美国宇航局人类研究计划(HRP)的研究人员和约翰霍普金斯医学的双胞胎研究调查员提出的。

新鲜分离的样品比从轨道实验室返回地球的冷冻样品中分离的细胞产生更好的结果。在环境温度下移取新鲜样品并在空间站上进行细胞分离也消除了快速运输物流的需要,并允许更频繁的取样。一旦细胞被分离,样品可以通过冷冻并随时返回任何转运载体进行进一步分析。

在一架被用作抛物线飞行类似物以创造短期模拟微重力的飞机上,双胞胎研究调查员Andrew Feinberg博士和约翰霍普金斯医学院的Lindsay Rizzardi测试了一种理论,即液体可以使用移液器在微重力下安全地传输,这是细长的刻度测量管。以前研究人员认为在太空中转移生物流体可能会对精确控制样本带来风险。

“这种类比证明,开放流体的移液相对简单且容易控制,并且所有与离心相关的流体转移步骤都可以在微重力下复制,”Feinberg说。“在处理遗传物质时,研究需要在不同类型的管中精确转移液体,以便从生物样品中纯化DNA,RNA或蛋白质,以进行分子分析。”

与流体转移研究相一致的是由NASA免疫学家Brian Crucian,Clarence Sams,Hawley Kunz和NASA宇航员以及分子生物学家Kate Rubins进行的细胞分离研究。美国宇航局的研究人员使用抛物线飞行模拟测试了微重力细胞纯化的地面方案。他们发现细胞分离和纯化都可以在微重力下进行。鲁宾斯还在太空中证实了这些发现。他们在2016年7月的NPJ Microgravity杂志中与Feinberg和Rizzardi一起发表了他们的研究成果。

Crucian说:“用于分离和纯化细胞的实验室程序通常需要灵敏的梯度离心,仔细提取分离的细胞,以及用于洗涤和转移分离细胞的液体的一般开放式移液。”

由于各种原因,能够在空间中传输流体并隔离细胞是重要的。如果机组成员需要进行诊断,那么火星与地球相距甚远。让宇航员独立进行更多的人体研究有助于更快地诊断疾病,可能在医疗紧急情况下挽救生命。

随着NASA为火星之旅做准备,研究人员处理和处理太空中生物样本的方式可能会发生变化。约翰霍普金斯大学和美国宇航局研究人员验证的协议证明,标准的细胞分离方案确实可以在太空中进行,这可能使某些类型的遗传或“组学”研究能够在空间站上进行。分子生物学技术,如手持式测序仪,不断发展,推动了科学研究的界限。HRP将继续调整其方法,以支持新的研究,以保护和确保未来工作人员在长期任务中的安全,同时为创新机会打开大门。

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