搜寻外星生命的新方法
最新一项研究假设地球和火星上的生命共享基因祖先,在35亿至40亿年前的“后重轰炸时期(Late Heavy Bombardment)”,太阳系内发生大量的陨星碰撞事件,大约10亿吨小行星穿过地球和火星之间的太空区域,可能导致这两颗行星“交叉性污染”。
卡尔说:“一些太空岩石转移生命的方式与我们所了解的相吻合,这样的小行星并不会太热,它们能够很快地运送生命体,因此不会遭受太空辐射的损害。如果生命存在于某颗行星,它可能搭乘小行星在太空中传输,最终抵达其它行星。随之产生的问题是,如果生命存在于火星,并且与地球生命相关,我们应当如何探测发现它们?”
为了寻求这种类型的生命形式,研究小组希望在2020年美国宇航局新一代火星探测器上装配能够排序分析RNA和DNA的设备——一种生命指示器。
卡尔说:“像这样的生命指示器仅能够探测当前或者近期死亡的生命体,因为核酸不会太长时间附着,人们可探测到的最古老核酸不会超过100万年。火星较寒冷,因此我们能进一步追溯至火星远古历史,但是100万年可能是一个最佳时限。”
辐射防护
对于火星表面的灵敏DNA芯片,它首先必须幸存于数月时间的太空之旅,在航天局太空飞行中,将暴露于较高太空辐射环境下。火星的自然条件比地球更加恶劣,火星大气层主要是由二氧化碳构成,比地球大气层稀薄100倍,火星表面温度仅零下126摄氏度。
但是火星表面之下的环境可能类似于地球,包含着生命孕育的所有主要元素。该研究小组测试了带有130万个微孔的排序微型芯片,确保每个芯片上包含着单个有孔小珠,放大其DNA部分可产生基因序列。研究人员将微型芯片和排序试剂放置于火星放射性等级环境下,之后使用该设备分析大肠杆菌DNA。
卡尔说:“太空辐射的主要成分是质子,人们还将承受来自太阳的大量质子辐射。我们在美国宇航局布鲁克海文国家实验室测试这种芯片,该实验环境辐射剂量率为1-5戈瑞(Gy)。结果显示该芯片能够幸存于两年以上的火星探索任务,这意味着像这样的微芯片能够幸存于火星之旅,满足一年半时间采集火星表面样本信息。”
之后研究人员载入携带大肠杆菌DNA片断的芯片,发现仍能够分析和识别这种细菌的基因序列。美国宇航局艾姆斯研究中心太空科学部行星科学家查尔斯-麦克凯伊(Chris McKay)称,一种辐射免疫DNA排序芯片对于未来探索火星和其它宇宙天体是至关重要的,它能够探测和排序DNA,其中包括探测任务中任何生命形式。
它还具有较高的灵敏性,对于生物分子十分重要,下一步该技术将改善这种仪器,使其能够排序任何长度不同骨干的核苷酸分子——脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、苏糖核酸(TNA)和肽核酸(PNA)等。
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