Esplorare l'effetti del volo spaziale sulla fisiologia del Mouse utilizzando la piattaforma aperta di accesso NASA GeneLab

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della biologia spaziale sulla generazione di ipotesi per aiutare la ricerca futura utilizzando tutti i dati di mixaggio disponibili al pubblico. Il vantaggio principale di questa tecnica è che può essere utilizzata come strumento per generare dati di biologia spaziale. I dati disponibili al pubblico su GeneLab consentono alle ricerche di sviluppare teorie cliniche sulle terapie o contromisure per l'assistenza sanitaria associate al volo spaziale con costi relativamente bassi.

A dimostrare gli habitat dei roditori sarà Yasaman Shirazi-Fard, scienziato della missione ISS per la ricerca sui roditori. Dopo la consegna, raggruppare i roditori all'interno di gabbie di vivaio standard. E far abituare gli animali alle barrette di cibo per roditori potenziate dai nutrienti della NASA, ai lixits e ai pavimenti in filo rialzato fino a quando gli animali non vengono caricati nel trasportatore.

Per viaggiare tra la terra e la Stazione Spaziale Internazionale, posiziona dieci topi per lato in ogni trasportatore per un totale di 20 topi per trasportatore. Una volta sulla Stazione Spaziale Internazionale, attaccare l'unità di accesso degli animali al trasportatore e utilizzare scatole di trasferimento del mouse per trasferire cinque topi alla volta agli habitat. Per caricare i topi nell'habitat, staccare l'unità di accesso degli animali dal trasportatore e attaccare l'unità all'habitat dei roditori.

Quindi, trasferisci gli animali dalle scatole di trasferimento del topo agli habitat dei roditori dove risiederanno per tutta la durata della missione. Ogni giorno, il video degli animali all'interno degli habitat viene esaminato da personale addestrato per monitorare la salute e il benessere dei roditori. La guida e la supervisione per tutti i lavori che coinvolgono animali sono fornite da un veterinario che frequenta.

L'imaging a infrarossi viene utilizzato per vedere gli animali all'interno degli habitat durante la fase oscura del ciclo luce-buio, quando i topi sono tipicamente più attivi. Questa vista della fotocamera mostra le barre del cibo nella parte superiore del telaio, una porta e una finestra di accesso a sinistra e un'illuminazione a infrarossi a destra. La fonte d'acqua è al di fuori della vista della fotocamera, dietro le barrette di cibo in questa vista.

Questo è l'habitat di controllo del suolo il secondo giorno dello studio, durante la fase oscura del ciclo luce-buio. Questo habitat è orientato sulla terra con il vassoio dei rifiuti nella parte inferiore della gabbia, la vista della telecamera sta guardando verso il basso lungo il vettore gravitazionale. L'animale più vicino alla telecamera è seduto sopra le barrette di cibo, mangiando.

Ci sono cinque topi in questo habitat anche se solo pochi sono solitamente osservati contemporaneamente. I topi tendono a preferire luoghi chiusi simili a nidi come lo spazio incassato tra le barrette di cibo e la parete della gabbia dove si vedono riunirsi in questa vista. Questa è anche la posizione della fonte d'acqua.

I topi stanno ambulando, pulendo e mostrando interazioni sociali che sono comportamenti tipici per i topi sulla terra. I topi usano tutte e sei le pareti dell'habitat per muoversi liberamente e si osservano spesso arrampicarsi su e giù per le pareti. Questo è l'habitat di volo il secondo giorno dello studio durante la fase oscura del ciclo luce-buio quando i topi sono tipicamente più attivi.

Durante il volo spaziale, come sulla terra, i topi si muovono intorno all'habitat usando tutti e sei i lati della gabbia. I topi esplorano e ambulano attivamente in tutto l'habitat e mostrano gli stessi comportamenti dei topi sulla terra, tra cui mangiare, bere, toelettatura e interazioni sociali. I topi usano metodi diversi per spingersi sul compartimento.

All'inizio del volo i topi erano tipicamente visti usare gli arti anteriori per tirarsi lungo la rete metallica, più tardi durante il volo, i topi tendevano a usare tutti e quattro gli arti per correre attraverso la griglia metallica che costeggiava l'habitat. I topi si spostavano anche galleggiando da una posizione all'altra. Mentre i topi si acclimatavano all'habitat durante il Rodent Research One Study, non solo divennero abili a muoversi sul compartimento, ma impararono anche ad ancorarsi alle pareti usando la coda e / o le zampe.

A dimostrare l'analisi dei dati, l'asse dei metadati e la descrizione dello studio sarà Sam Gebre, un coordinatore dei dati del team GeneLab. Per trovare i set di dati per l'analisi su GeneLab, aprire la pagina web genelab e fare clic sul repository di dati. Immettere le parole chiave nella casella dei dati di ricerca per cercare aree di interesse specifiche e selezionare tutte le altre basi di dati di interesse desiderate.

Quindi, fare clic sull'icona della lente d'ingrandimento per iniziare una ricerca. Dopo aver cercato tutte le parole chiave ed aver esaminato i set di dati, fare clic su strumenti, quindi sull'area di lavoro collaborativa e accedere o registrarsi per un nuovo account, a caso. Dopo aver effettuato l'accesso, fare clic su Guida e manuale d'uso per accedere alle istruzioni dettagliate su come utilizzare l'area di lavoro.

Per ogni utente, selezionare il laboratorio gene pubblico per accedere a tutti i set di dati nel repository del laboratorio gene e aprire la cartella con i dati di interesse. Per copiare i set di dati di interesse in un'area di lavoro directory locale, fare clic con il pulsante destro del mouse su un singolo file, selezionare copia/spostamento nel menu visualizzato, selezionare la cartella in cui copiare il file e fare clic su copia. Individuare quindi i set di dati relativi alle pubblicazioni precedenti appena disponibili nella ricerca dei set di dati e copiare i file di metadati nell'area di lavoro locale.

Per accedere ai file di metadati per ogni set di dati di interesse, aprire la sottocara cartella del set di dati del laboratorio gene pubblico e accedere a uno o più file di metadati contenuti in una sottocara cartella dei metadati di ogni set di dati per individuare le informazioni sui metadati per il set di dati di interesse. Assicurarsi che ogni set di dati abbia un singolo file compresso che fornisce metadati in base alle specifiche della scheda di analisi, studio e test. Aprire un editor di testo appropriato per visualizzare e accedere ai metadati della scheda di analisi, studio e test contenenti la descrizione del testo per lo studio e i metadati del test per ogni set di dati.

Quindi, verificare la presenza dei file di dati del test di output che si trovano all'interno di ogni sottocara cartella del set di dati per tipo di test. Per analizzare i dati trascritomici, fare clic su strumenti nel menu a e quindi su galaxy. Usa lo strumento di importazione dello spazio genomico per importare dati dal laboratorio genico, dallo spazio del genoma.

I dati appariranno nella cronologia della sezione analisi. Dopo aver confermato l'aspetto, i set di dati importati e la cronologia corrente, utilizzare uno strumento galaxy GeneLab per popolare un modulo nel pannello centrale con opzioni per l'analisi e la specifica degli input di dati. Completare il modulo e fare clic su Esegui per creare processi per l'esecuzione dell'analisi e verificare la presenza di processi inviati rappresentati nella cronologia e codificati a colori per indicare lo stato dell'esecuzione, quindi collegare gli strumenti al flusso di lavoro complesso, gestire i flussi di lavoro con lo strumento flussi di lavoro e utilizzare il menu dati condivisi per condividere i flussi di lavoro e le cronologie dei set di dati con altri ricercatori.

Come illustrato in questo grafico rappresentativo, usando grafici di analisi dei componenti principali per raggruppare le repliche biologiche, è possibile determinare i geni dei bordi principali degli insiemi genetici di analisi dell'arricchimento degli insiemi genetici. Usando i geni con cambio di 1,2 volte, è possibile prevedere i geni coinvolti nelle previsioni per i regolatori a monte, le vie canoniche e le funzioni bio, permettendo di raggruppare i comuni geni sovrapposti coinvolti per tutti i geni. Quindi la rappresentazione in rete di come questi geni chiave guidano la risposta tra i roditori e gli habitat dei roditori e i controlli del vivario mostra i poli centrali per ogni set di dati analizzato.

Ad esempio, la cartochinasi è l'hub centrale per la missione STS108 dello Space Shuttle tessuti muscolari scheletrici dei topi e può essere interpretata come il gene che sta guidando i geni chiave e molto probabilmente il giocatore centrale per causare differenze biologiche per i topi ospitati negli habitat dei roditori rispetto alle gabbie del vivario. Adottando un approccio di biologia dei sistemi, è stato quindi determinato il gene di tutti i set di dati che è il più connesso quando si costruisce una rete da tutti i geni chiave, rivelando che quello della chinasi cartografica è effettivamente il gene più connesso e hub centrale da tutti i geni chiave. Durante il tentativo della procedura, è importante ricordare che i ricercatori che conducono esperimenti di ricerca sui roditori in biologia spaziale lavorano a stretto contatto con gli scienziati della missione di ricerca sui roditori della NASA, impostano ed eseguono gli esperimenti.

Inoltre, tutti i dati relativi alla biologia spaziale sono disponibili sulla piattaforma GenesLab della NASA e l'utilizzo di questa procedura è il metodo più efficiente per sviluppare nuove ipotesi relative alla biologia spaziale. Questa tecnica può anche essere applicata a qualsiasi altro insieme di dati relativi a sistemi biologici come la biologia del cancro, l'Alzheimer e le malattie cardiovascolari. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha spianato la strada ai ricercatori nel campo della biologia spaziale per iniziare a considerare la ricerca sugli effetti dell'anidride carbonica per gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale.