流式在地外生命探索中的应用，可能99％的人都没想到

niwanmao

冰卫星（如土卫二和木卫二）被认为是太阳系中除地球外最有可能存在生命（包括微生物生命）的地方。这些微生物可能存在于外部冰壳或液态水的地下海洋中。火星的极地冰帽中的水冰中也可能存在生命。如果这些寒冷、缺乏能量的地区存在外星生命，它们可能与面临类似生存挑战的地球微生物具有相似特征，并且很可能以非常低浓度的微小细菌细胞形式存在。

目前用于搜索浓度较高生命的技术（如拉曼光谱、质谱和毛细管电泳）在搜索低浓度生命方面效率不高。分子生物学中常用的其他工具（如rRNA PCR）虽然非常敏感，但容易受到污染。

在冰冷的行星上探测生命存在的难度在于生命存在的证据可能会被地球生命的污染物所掩盖，而且探测技术必须快速、小巧、能够适应体积、质量和能耗的限制。此外，生物颗粒的检测也受到了分散在冰冷行星上的无机微粒的影响，这使得检测极为困难。

流式细胞术是一种非常适合在冰卫星环境中寻找生命的技术，可以快速地将大量液体样品移动到检测点，从而大大增加了检测到罕见细胞的概率。流式细胞术可以使用外源性荧光染料（或色氨酸等内在荧光生物标志物）检测生物颗粒，区分生物和非生物颗粒，并检测非常小的细胞（0.3um）和较大的细胞（最多40um或更大）。流式细胞术已经被用于检测地球上极端环境中的冰中的生命。


美国的Wallace ML等人介绍了使用流式细胞术和外源性荧光染料来检测冰卫星上的生命的方法。他们选择了不同种类的微生物和非生物物质作为样本，通过荧光染料来检测核酸、蛋白质、碳水化合物和脂质等四种生物标志物，并证明了这种方法可以有效地区分生物和非生物物质。下图是四种染料在已知生物体和已知非生物物质的结果，左侧的A、B、C、D可分出非生物物质(冰川粉)和三种生物（酿酒酵母、普通棒状杆菌和耐辐射棒状杆菌）；右侧的E、F、G、H区分出非生物物质和另外三种生物（盐藻、萎缩芽孢杆菌孢子和 meneghiniana 棒状杆菌）。


接着，他们还使用六个未知样本进行了模拟实验，证明了流式细胞术可以使用外源性荧光染料来检测生命，并将生物物质与已知的非生物物质分离。


种种证据证明，外源性染料技术与内在荧光、聚类和分选等技术结合使用，可以实现更完整和更有能力的生命检测，这些都说明了流式技术在地外生命探索中的重要作用，也证明了流式自动化的重要性。


参考文献：Wallace ML, Tallarida N, Schubert WW, Lambert J. Life Detection on Icy Moons Using Flow Cytometry and Exogenous Fluorescent Stains [published online ahead of print, 2023 Sep 6]. Astrobiology. 2023;10.1089/ast.2023.0016. doi:10.1089/ast.2023.0016

lhzf4war

请教一下，这个方法怎么排除一些有强吸附能力的无机物（一些多孔材料、活性炭、黏性物质等）的非特异性着色呢？

niwanmao

lhzf4war 发表于 2023-9-8 13:39
请教一下，这个方法怎么排除一些有强吸附能力的无机物（一些多孔材料、活性炭、黏性物质等）的非特异性着色 ...

文中未提及，但我想，在前处理过滤时，肯定是可以过滤掉的。