Explorar os efeitos de voo espacial na fisiologia do Mouse usando a plataforma aberta da GeneLab NASA de acesso

Este método pode ajudar a responder perguntas-chave no campo da biologia espacial sobre a geração de hipóteses para auxiliar pesquisas futuras usando dados disponíveis publicamente todos. A principal vantagem dessa técnica é que ela pode ser usada como ferramenta para gerar dados de biologia espacial. Os dados disponíveis publicamente no GeneLab permitem que pesquisas desenvolvam teorias clínicas sobre terapias de doenças ou contramedidas para cuidados de saúde associadas ao voo espacial com um custo relativamente pequeno.

Demonstrando os habitats dos roedores estará Yasaman Shirazi-Fard, que é cientista da missão da ISS para pesquisa de roedores. Após a entrega, agrupar os roedores dentro das gaiolas de vivarium padrão. E fazer com que os animais se aclimatem com barras de comida de roedores, lixits e pisos de arame levantado da NASA até que os animais sejam carregados no transportador.

Para viajar entre a Terra e a Estação Espacial Internacional, coloque dez ratos por lado em cada transportador para um total de 20 ratos por transportador. Uma vez na Estação Espacial Internacional, conecte a unidade de acesso animal ao transportador e use caixas de transferência de rato para transferir cinco ratos de cada vez para os habitats. Para carregar os ratos no habitat, retire a unidade de acesso animal do transportador e conecte a unidade ao habitat dos roedores.

Em seguida, transfira os animais das caixas de transferência de camundongos para os habitats dos roedores onde residirão durante a missão. Todos os dias, o vídeo dos animais dentro dos habitats é examinado por equipes treinadas para monitorar a saúde e o bem-estar dos roedores. A orientação e fiscalização de todo o trabalho envolvendo animais é fornecida por um veterinário assistente.

Imagens infravermelhas são usadas para ver animais dentro dos habitats durante a fase escura do ciclo claro-escuro, quando os ratos são tipicamente mais ativos. Esta visão da câmera mostra barras de comida na parte superior do quadro, uma porta de acesso e janela à esquerda, e iluminação infravermelha à direita. A fonte de água está fora da vista da câmera, atrás das barras de comida nesta vista.

Este é o habitat de controle do solo no segundo dia do estudo, durante a fase escura do ciclo claro-escuro. Este habitat é orientado na Terra com a bandeja de resíduos na parte inferior da gaiola, a visão da câmera está olhando para baixo ao longo do vetor de gravidade. O animal mais próximo da câmera está sentado em cima das barras de comida, comendo.

Há cinco ratos neste habitat, embora apenas alguns sejam geralmente observados ao mesmo tempo. Os ratos tendem a preferir lugares fechados como ninhos, como o espaço rebaixado entre as barras de comida e a parede da gaiola onde são vistos se reunindo nesta vista. Esta também é a localização da fonte de água.

Os camundongos estão ambulando, preparando e mostrando interações sociais que são comportamentos típicos para ratos na Terra. Os ratos usam todas as seis paredes do habitat para se mover livremente e são observados frequentemente subindo e descendo as paredes. Este é o habitat de voo no segundo dia do estudo durante a fase escura do ciclo claro-escuro, quando os ratos são tipicamente mais ativos.

Durante o voo espacial, como na Terra, os ratos se movem ao redor do habitat usando todos os seis lados da gaiola. Os ratos exploram e ambulam ativamente por todo o habitat e exibem os mesmos comportamentos que os ratos na Terra, incluindo comer, beber, aliciar e interações sociais. Os ratos usam diferentes métodos para se impulsionarem sobre o compartimento.

No início do voo, os ratos eram tipicamente vistos usando seus membros dianteiros para puxar-se ao longo da malha de arame, mais tarde durante o voo, os ratos tendiam a usar todos os quatro membros para correr através da grade de arame forrando o habitat. Os ratos também se moviam flutuando de um local para outro. À medida que os ratos se aclimatavam ao habitat durante o Estudo de Pesquisa de Roedores, eles não só se tornaram adeptos a se mover em torno do compartimento, mas também aprenderam a ancorar-se nas paredes usando suas caudas, e/ou patas.

Demonstrando a análise de dados, o eixo metadados e a descrição do estudo serão Sam Gebre, coordenador de dados da equipe do GeneLab. Para encontrar conjuntos de dados para análise no GeneLab, abra a página web do GeneLab e clique no repositório de dados. Digite as palavras-chave na caixa de dados de pesquisa para procurar áreas específicas de interesse e selecione quaisquer outras bases de dados de interesse conforme desejado.

Em seguida, clique no ícone da lupa para iniciar uma pesquisa. Quando todas as palavras-chave foram pesquisadas e você revisou os conjuntos de dados, clique em ferramentas, em seguida, espaço de trabalho colaborativo e faça login ou registre-se para uma nova conta conforme apropriado. Após fazer login, clique em ajuda e manual do usuário, para acessar instruções detalhadas sobre como usar o espaço de trabalho.

Para cada usuário, selecione laboratório de genes públicos para acessar todos os conjuntos de dados no repositório de laboratório genético e abrir a pasta com os dados de interesse. Para copiar os conjuntos de dados de interesse em um espaço de trabalho do diretório local, clique com o botão direito do mouse em um arquivo individual, selecione copiar/mover no menu que aparece, selecione a pasta para copiar o arquivo e clique em copiar. Em seguida, encontre os conjuntos de dados relacionados com as publicações anteriores apenas localizadas nos conjuntos de dados e copie os arquivos de metadados para o espaço de trabalho local.

Para acessar os arquivos de metadados para cada conjunto de dados de interesse, abra a subpas subseca do conjunto de dados do laboratório genético público e acesse um ou mais arquivos de metadados contidos em uma sub pasta de metadados de cada conjunto de dados para localizar as informações de metadados para o conjunto de dados de interesse. Certifique-se de que cada conjunto de dados tenha um único arquivo com zíper que forneça metadados de acordo com a especificação da guia de pesquisa, estudo e ensaio. Abra um editor de texto apropriado para visualizar e acessar a investigação, estudar, avaliar metadados de guia contendo a descrição do texto para o estudo e os metadados de ensaio para cada conjunto de dados.

Em seguida, verifique se há a presença dos arquivos de dados de ensaio de saída que estão localizados dentro de cada subpasto de conjunto de dados por tipo de ensaio. Para analisar os dados transcriômicos, clique em ferramentas no menu para menu e clique em galaxy. Use a ferramenta importador espacial do genoma para importar dados do laboratório genético, espaço genoma.

Os dados aparecerão na história da seção de análise. Depois de confirmar a aparência e os conjuntos de dados importados e o histórico atual, use uma ferramenta galaxy GeneLab para preencher um formulário no painel central com opções de análise e especificação de entradas de dados. Preencha o formulário e clique em executar para criar trabalhos para execução da análise e verificar os trabalhos submetidos que estão representados no histórico e cor codificados para indicar o status da execução, em seguida, vincular as ferramentas ao fluxo de trabalho complexo, gerenciar os fluxos de trabalho com a ferramenta fluxos de trabalho e usar o menu de dados compartilhados para compartilhar os conjuntos de dados fluxos de trabalho e históricos com outros investigadores.

Conforme ilustrado neste gráfico representativo, usando gráficos de análise de componentes principais para agrupar as réplicas biológicas, os genes de borda principal dos conjuntos genéticos de análise de enriquecimento podem ser determinados. Usando os genes com 1,2 vezes de mudança, os genes envolvidos com previsões para reguladores a montante, vias canônicas e funções biológicas podem ser previstos, permitindo que os genes comuns sobrepostos envolvidos para todos os genes sejam agrupados. Em seguida, a representação da rede de como esses genes-chave impulsionam a resposta entre os roedores e os habitats dos roedores e os controles de vivarium exibem os hubs centrais para cada conjunto de dados que está sendo analisado.

Por exemplo, o map quinase é o centro central da missão de ônibus espacial STS108 tecidos musculares esqueléticos de camundongos e pode ser interpretado como o gene que está conduzindo os genes-chave e provavelmente o jogador central para causar diferenças biológicas para ratos alojados em habitats de roedores versus gaiolas vivarium. Tomando uma abordagem de biologia de sistemas, o gene de todos os conjuntos de dados que é mais conectado ao construir uma rede de todos os genes-chave foi então determinado, revelando que o mapa quinase é de fato o gene mais conectado e hub central de todos os genes-chave. Ao tentar o procedimento, é importante lembrar que os pesquisadores que realizam experimentos de pesquisa de roedores de biologia espacial trabalharão em estreita colaboração com os cientistas da missão de pesquisa de roedores da NASA, configuram e realizam os experimentos.

Além disso, todos os dados relacionados à biologia espacial estão disponíveis na plataforma GenesLab da NASA e o uso desse procedimento é o método mais eficiente para o desenvolvimento de novas hipóteses relacionadas à biologia espacial. Essa técnica também pode ser aplicada a qualquer outro conjunto de dados relacionados a sistemas biológicos como biologia do câncer, Alzheimer e doenças cardiovasculares. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores da área de biologia espacial começarem a considerar pesquisas sobre os efeitos do dióxido de carbono para astronautas na Estação Espacial Internacional.