Een NASA-wetenschapper wil een planetaire robot maken die zou nabootsen wat biologen elke dag in terrestrische laboratoria doen:door microscopen kijken om het microbiële leven dat in monsters leeft visueel te identificeren.

Hoewel zeer vroeg in de technologische ontwikkeling, het concept zou NASA's jacht op buitenaards leven naar een hoger niveau tillen door daadwerkelijk te zoeken naar bacteriën en archaea in bodem- en gesteentemonsters. Tot dusver, NASA's rovers hebben gereedschappen en instrumenten bij zich die zijn ontworpen om te zoeken naar biosignaturen of tekenen van leven die wijzen op bewoonbaarheid, niet het leven zelf, hoe primitief ook.

"Overal op aarde bestaat leven, zelfs op plaatsen die onverenigbaar zijn met mensen, " zei Melissa Floyd, een wetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, die de financiering van het Goddard Internal Research and Development-programma gebruikt om subsystemen te automatiseren voor een laboratorium-breadboard genaamd FISHBot. "Ik had dit idee, eigenlijk een belangrijke veronderstelling van mijn kant:wat als het leven zich op Mars zou ontwikkelen op dezelfde manier als hier op aarde? Zeker, Mars werd gebombardeerd met dezelfde soep van chemie als de aarde."

Het is geen enorme veronderstelling om te maken, voegde ze eraan toe. Nucleotiden - de moleculen die deoxyribonucleïnezuur en ribonucleïnezuur vormen - zijn gevonden in kometen. Beter bekend als DNA en RNA, deze moleculen slaan genetische informatie op cellulair niveau op en dragen deze over in alle levende organismen op aarde.

Zoeken naar bacteriën en archaea

Om leven op een andere planeet te vinden, Floyd's robotinstrument zou zich concentreren op het identificeren van bacteriën en archaea, leden van een grote groep eencellige micro-organismen die gedijen in diverse omgevingen en waarvan wordt aangenomen dat ze de eerste organismen zijn die ongeveer 4 miljard jaar geleden op aarde verschenen. Op aarde, een gram aarde bevat meestal ongeveer 40 miljoen bacteriecellen en een milliliter zoet water bevat meestal 1 miljoen cellen.

Haar idee, die volgens haar kan worden ingezet als een op zichzelf staande robot of als een van de verschillende instrumenten op een rover, is gebaseerd op een veelgebruikte techniek genaamd fluorescent in situ hybridisatie - of FISH - ontwikkeld om de aan- of afwezigheid van RNA of enkelstrengs DNA-sequenties op chromosomen te detecteren en te lokaliseren. Deze draadachtige structuren worden gevonden in de kernen van de meeste levende cellen en dragen genetische informatie in de vorm van genen. Sinds zijn ontwikkeling, FISH is gebruikt voor genetische counseling, geneeskunde en soortidentificatie.

Wanneer uitgevoerd in een laboratorium, VIS omvat, onder andere, het toepassen van een monster op een dia, het fixeren van de cellen om de doorlaatbaarheid van de celwand te vergroten, het toevoegen van een nucleotide "probe" - een korte sequentie van typisch 15 tot 20 nucleotiden samen met een fluorescerende tag voor snellere identificatie - en het verwarmen van het monster. Het objectglaasje wordt vervolgens onder een microscoop geplaatst. Wanneer de nucleotide-probe zich hecht aan een vergelijkbaar nucleotide in het monster, het fluoresceert of gloeit letterlijk onder een fluorescentiemicroscoop, het helpen van onderzoekers om het organisme te identificeren.

"Ik probeer te bepalen of ik hetzelfde kan doen met een robot, "Floyd zei, eraan toevoegend dat ze zou willen dat het systeem maar liefst 10 sondes zou dragen om een ​​breed scala aan eencellige organismen te identificeren. "Als er zelfs maar fragmenten zijn van sterk geconserveerde genetische sequenties die we in elke hoek van de aarde zien, FISH zal het hulpmiddel zijn dat het kan detecteren."

De automatiserings-uitdaging

De uitdaging, ze zei, vereenvoudigt en automatiseert het proces zodat monsters op individuele glaasjes kunnen worden voorbereid, verwarmde, en automatisch gedraaid voor weergave onder een microscoop, die waarschijnlijk vele malen zou moeten worden gefocust om diep in het monster te kijken. Met haar financiering Floyd ontwikkelt de geautomatiseerde subsystemen, inclusief een focusser.

"Het idee hier is om door een robotsysteem te vervangen wat een wetenschapper in het laboratorium doet, "Zei ze. "Ik kan het helemaal mis hebben" over leven dat wortel schiet op Mars of een ander zonnestelsel op dezelfde manier als op aarde. "Maar hoe weten we dat? We hebben nooit gekeken."