Το Science Unit επικεντρώνεται στο σχεδιασμό της ερευνητικής αποστολής, ειδικότερα του φορτίου του δορυφόρου, που αποτελείται από τα υπο-μελέτη κύτταρα ζυμομύκητα, και τα μικρο-όργανα που είναι απαραίτητα για την επίτευξη των στόχων της αποστολής. Προς τον σκοπό αυτό, τα μέλη της διεπιστημονικής ομάδας ενασχολούνται με τα εξής:

Γενετική τροποποίηση κυττάρων ζύμης προς εκπομπή φθορισμού ως δείκτη γονιδιακής έκφρασης και DNA βλαβών

Για αυτό το στόχο, χρησιμοποιούμε μια βιβλιοθήκη, τη Yeast GFP Library, που αποτελεί μια συλλογή στελεχών μυκήτων, ομοίων μεταξύ τους με τη διαφορά το ότι σε κάθε στέλεχος μια διαφορετική πρωτεΐνη είναι επισημασμένη με μια φθορίζουσα πρωτεΐνη (GFP), καλύπτοντας συνολικά ολόκληρο το πρωτέωμα του μύκητα. Αυτή η μέθοδος επισήμανσης συμπληρώνεται με μια συστηματική προσέγγιση εύρεσης των γονιδίων στόχων προς μελέτη. Για τη μελέτη της επίδρασης της ραδιενέργειας, η ομάδα επανασχεδιάζει ένα προηγούμενο κύκλωμα μνήμης για DNA βλάβες. Πρόκειται για ένα συνθετικό κύκλωμα το οποίο χρησιμοποιεί το σηματοδοτικό καταρράκτη του ίδιου του κυττάρου, ώστε να ενεργοποιήσει ένα βρόγχο θετικής ανάδρασης, οδηγώντας στην παραγωγή μια φθορίζουσας πρωτεΐνης, καταλήγοντας στην αναγνώριση των κυττάρων όπου έχουν συμβεί μεταλλάξεις.

Σχεδιασμός και υλοποίηση ενός συμβατού συστήματος συνεχής κυτταρικής καλλιέργειας, αποτελούμενο από ένα τσιπ μικρορευστομηχανικής, μικροαντλίες και συνοδά εξαρτήματα


Για να καταστεί δυνατή η ταυτόχρονη ανάπτυξη πολλαπλών στελεχών της βιβλιοθήκης, εφαρμόζουμε μια μικρορευστομηχανική συστοιχία, παρόμοια με αυτή που έχει χρησιμοποιηθεί εδώ. Σωληνοειδείς βαλβίδες και μικροαντλίες χρησιμοποιούνται για να προετοιμάσουν την στιβάδα ελέγχου και να ελέγξουν τη ροή του αποστειρωμένου θρεπτικού υλικού κατά μήκος των καναλιών ροής. Θρεπτικό υλικό και απόβλητα αποθηκεύονται σε ιατρικής ποιότητας, αποστειρωμένες σακούλες οξικού βινύλιου του πολυαιθυλενίου (PEVA). Η ομάδα παράλληλα εργάζεται και προς την αύξηση του αριθμού των εφεδρικών καναλιών ελέγχου σε σχέδια νέων τσιπ.

Microfluidic_Chip
Τσιπ μικρορευστομηχανικής που κατασκεύασε η ομάδα στο εργαστήριο LBNC στο EPFL

Σχεδιασμός και κατασκευή ενός μικροσκοπίου φθορισμού, σε “σμίκρυνση”

Ένα ψηφιακό μικροσκόπιο φθορισμού, τροποποιημένο από υπάρχοντα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για να πραγματοποιήσουν οπτικές καταγραφές νευρωνικής δραστηριότητας σε περιπατητικά ποντίκια, σχεδιάζεται για τη μέτρηση της έντασης του φθορισμού του εκάστοτε κυτταρικού πληθυσμού σε κάθε μικρο-διαμέρισμα.

Microscope
Μικροσκόπιο φθορισμού για την παρατήρηση των κυττάρων

Εξασφάλιση των απαραίτητων συνθηκών για κυτταρική ανάπτυξη στο διάστημα


Για να επιτευχθεί ανθεκτικότητα στις συνθήκες εκτόξευσης και μακροπρόθεσμη αποθήκευση, επιστρατεύεται μια μέθοδος σποριοποίησης των μυκήτων. Το πείραμα λαμβάνει μέρος σε ένα δοχείο υπό πίεση (1 atm), το οποίο καταλαμβάνει χώρο περίπου 2 units, και θα πραγματοποιηθεί σε 3 διακριτά χρονικά σημεία. Πολλαπλοί αισθητήρες είναι τοποθετημένοι για να μετρήσουν CO2, πίεση, θερμοκρασία και υγρασία. Η θερμοκρασία που απαιτείται για βέλτιστη ανάπτυξη των μυκήτων είναι 30oC και επιτυγχάνεται με ένα θερμαντικό υπόθεμα (heater) πολυϊμιδίου στην κάτω επιφάνεια του τσιπ.