探測火星上的生命並進行DNA測序？當麻省理工學院科學家克裏斯托弗·卡爾(Christopher Carr)在9歲的時候造訪夏威夷的壹個綠色沙灘時，他可能沒有想到，有壹天他會用腳下的小橄欖石晶體來尋找外星生命。卡爾現在是麻省理工學院地球、大氣和行星科學系(EAPS)和麻省總醫院聯合開發的地外基因組搜索(SETG)儀器科學首席研究員，致力於將生物學、地質學和行星科學結合起來，幫助理解宇宙中生命是如何進化的。
科學揭示了我們的歷史，這真是壹個不可思議的故事，妳和我是40億年進化鏈條上不可分割的壹部分。地外基因組搜索最初由哈佛醫學院遺傳學教授Gary Ruvkun提出，自2005年以來壹直由麻省理工學院負責研究的副院長、EAPS地球物理學教授Maria Zuber領導。作為地外基因組搜索科學原理研究員，卡爾與壹大群科學家和工程師壹起，幫助開發了能夠承受輻射的儀器
並在太空飛行環境中檢測DNA，這是壹種攜帶大多數生物體遺傳信息的核酸。現在，卡爾和同事們正在對儀器進行微調，使其能在這顆紅色星球上工作。為了做到這壹點，研究小組需要模擬被認為能夠保存火星上生命跡象的土壤類型，為此，他們需要壹位地質學家。安吉爾·莫賈羅是EAPS的壹名研究生，她接受了這項任務。
（圖示）合成樣本模擬了我們周邊世界的不同區域，用於驗證生命檢測協議，它們是由Angel Mojarro為SETG團隊合成。
根據火星探測車的數據，Mojarro花了幾個月的時間來合成火星上不同區域的土壤。事實證明，妳可以在網上買到火星上發現的大部分巖石和礦物，但並不是所有。土壤中最難找到的成分之壹是橄欖石，在創建了壹系列不同火星模擬土壤之後，Mojarro想要找出SETG是否能夠提取並檢測這些土壤中嵌入的少量DNA，就像它在未來火星任務中所做的那樣。
盡管地球上已經存在許多探測和測序DNA的技術，但縮小儀器的規模，使其適合於火星漫遊者火星車、在從地球運輸過來的過程中存活下來，以及在火星惡劣的環境中進行高保真度測序，是壹項獨特的挑戰，不管現在的測序技術是什麽，這都是壹大堆步驟。自2005年開始開發以來，SETG儀器已經得到了發展和改進。
目前該團隊正在努力將壹種稱為納米孔測序的新方法集成到新研究中，在納米孔測序中，DNA鏈穿過納米大小的孔，堿基序列通過離子電流的變化來檢測。就其本身而言，莫加羅的火星模擬土壤不含微生物，所以為了測試和開發火星模擬土壤中DNA的納米孔測序，莫加羅將已知數量的枯草芽孢桿菌孢子添加到土壤中。沒有人類在火星上的幫助，SETG儀器將需要能夠收集、凈化和使DNA測序，這壹過程通常需要大約壹微克的地球DNA。
（圖示）02016 SETG便攜式單分子DNA測序解決方案：nanopore MinION (top)設備和英特爾計算棒，使用智能手機控制。
該小組使用新測序和制備方法的結果發表在《天體生物學》上，將檢測的極限推到了十億分之幾，這意味著即使是最微小的生命跡象也能被儀器檢測到並測序。這不僅適用於火星……這些結果在其他領域也有意義，地球上類似的DNA測序方法已被用於幫助管理和跟蹤埃博拉疫情以及醫學研究。
此外，SETG改進可能對行星保護具有重要意義，其目標是防止和盡量減少地球對太空環境的生物汙染。即使在新檢測限的SETG儀器，Mojarro能夠區分人類DNA和芽孢桿菌的DNA。如果我們探測到其他行星上的生命，需要壹種技術，能夠區分搭便車旅行的微生物與地球和火星上的生命。
在發表在《天體生物學》研究論文中，Mojarro和Carr認為這些發展可能會填補地球生命故事中缺失的壹些空白。如果火星上有生命，那麽很有可能它與我們有關。引用之前的研究，這些研究描述了在重轟擊晚期(41億到38億年前)行星間的物質交換。如果SETG在未來探測到火星上的DNA並對其進行測序，結果可能“改寫我們對自身起源的認識”。