当凯特·鲁宾斯在 2009 年收到 NASA 的回复时,她用宇航服换下了洁净服。鲁宾斯是一位训练有素的病毒学家,是美国国家航空航天局选出的第 20 批宇航员之一,她准备本月首次前往国际空间站。自从被选中以来,她关闭了位于马萨诸塞州剑桥市怀特海生物医学研究所的实验室,并接受了广泛的太空训练,包括长时间的水下训练和军事飞行员课程。在国际空间站上,鲁宾斯将负责进行和监测来自世界各地研究人员的 250 多项实验,其中包括一项关于在微重力环境下进行 DNA 测序的机制的研究——约翰·霍普金斯大学的研究人员去年秋天在一架抛物线飞行飞机上首次成功完成了这项壮举。鲁宾斯最近接受了大众科学的采访,谈论了她即将到来的太空之旅,这次旅行将持续大约四个月。
宇航员是分子生物学家的情况是否罕见?
NASA 过去曾有过生物化学家。科学家-宇航员实际上是从阿波罗时代开始的,当时他们开始引入地质学家。最近,人们越来越关注生物学和分子生物学研究。到目前为止,我一直在努力升级我们的通风橱,我们在空间站上进行生物学实验。现在我们有能力为任何涉及活生物体的实验维持无菌环境。
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您将在那里进行任何自己的研究吗?
我在地面上的研究重点是天花、埃博拉和病毒基因组学。出于显而易见的原因,我们不会将埃博拉带到空间站。但是,我使用危险病原体所做的工作有助于您在困难和高压的情况下集中注意力并保持冷静。
您最喜欢的机载实验之一是什么?
我们正在尝试了解的一件事是 DNA 测序技术在微重力环境中的工作原理。这对我来说真的很酷,因为非常小的便携式测序设备也在现场使用——例如,在猴痘爆发期间。他们在偏远地区医疗中心使用的那种技术与您可能开始为火星或深空探索仪器设计的那种技术相同。对于 NASA 来说,真正关键的问题是这些设备是否可以检测到宇宙中生命的迹象。
那么您将进行首次太空基因测序吗?
我希望如此,如果一切顺利的话。实验的第一部分更多是技术开发:看看这种测序技术在微重力环境中的表现如何。我们不知道是否会形成气泡,也不知道没有重力的情况下测序反应将如何进行。第二部分是,太空中的 DNA 会发生什么?在国际空间站上对 DNA 进行测序将使 NASA 能够实时了解太空中的遗传物质会发生什么,而不是查看发射前 DNA 的快照和发射后 DNA 的另一个快照并填补空白。我们还可以查看辐射、睡眠变化等引起的基因组表观遗传修饰。
您学到了哪些从未预料到的东西?
如何拆卸和更换喷气发动机。