Gli astronauti sono stati in grado di modificare i geni del lievito a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Nello studio, i ricercatori hanno sviluppato e dimostrato con successo un nuovo metodo per apprendere come le cellule riparano il DNA danneggiato nello spazio. I risultati e la nuova tecnica sono stati presentati il 30 giugno sulla rivista scientifica ad accesso libero PIÙ UNO.
La tecnologia CRISPR è in grado di modificare il DNA.Fonte: kjpargeter / Freepik
Perché è importante l’uso di CRISPR nello spazio?
Il danno al DNA di un organismo può verificarsi durante i normali processi biologici o come risultato di cause ambientali, come l’esposizione alla luce ultravioletta o alle radiazioni. Nell’uomo e in altri animali, il danno al DNA può portare al cancro. Fortunatamente, le cellule hanno molte strategie naturali diverse per riparare il DNA danneggiato.
Nel caso degli astronauti, che viaggiano al di fuori dell’atmosfera protettiva terrestre, il rischio di danni al DNA è maggiore a causa delle radiazioni ionizzanti che permeano lo spazio. Ecco perché strategie specifiche per la riparazione del DNA nello spazio possono essere particolarmente importanti. Si temeva che le condizioni di microgravità potessero influire negativamente sulla riforma e finora le barriere tecnologiche e di sicurezza hanno limitato la ricerca su questo argomento.
Editing genetico nello spazio
Sarah Stahl-Rommel, prima autrice dell’articolo, sviluppato in collaborazione con il programma geni nello spazio Un nuovo metodo per studiare la riparazione del DNA nelle cellule di lievito – un metodo che può essere eseguito interamente nello spazio. Questa tecnologia utilizza la tecnologia di modifica del genoma CRISPR/Cas9, Indurre danni precisi ai filamenti di DNA, per osservare in dettaglio i loro meccanismi di riparazione – più di quanto sarebbe possibile con danni non specifici da radiazioni o altre cause.
Il metodo si concentra su un tipo particolarmente dannoso di danno al DNA noto come rottura del doppio filamento. I ricercatori sono stati in grado di dimostrare con successo la fattibilità del nuovo metodo nelle cellule di lievito a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, e ora sperano che la tecnica consentirà ricerche approfondite sulla riparazione del DNA nello spazio. Questa è stata la prima volta che il genoma CRISPR è stato modificato con successo al di fuori della Terra.
Era anche la prima volta, nello spazio, che le cellule viventi avevano subito una trasformazione di successo: l’incorporazione di materiale genetico dall’esterno dell’organismo. La ricerca futura potrebbe rendere il nuovo metodo più efficace e imitare meglio il danno al DNA causato dalle radiazioni ionizzanti, il che è complesso. Questa tecnica potrebbe anche servire come base per indagini su una serie di altri argomenti di biologia molecolare relativi all’esposizione a lungo termine e all’esplorazione nello spazio.
Cosa significa ricerca per l’editing genetico?
“Non solo il team ha implementato con successo nuove tecnologie come l’editing del genoma CRISPR, la PCR e il sequenziamento di nanofori in un ambiente difficile, ma siamo anche stati in grado di integrarle in un flusso di lavoro biotecnologico completamente funzionale applicabile allo studio della riparazione del DNA e altri processi cellulari.” Fondamenti di microgravità scienza quotidiana Autore senior dello studio, Sebastian Creaves.
Stahl Rommel ha aggiunto: “Fare parte di Genes in Space-6 è stata una pietra miliare nella mia carriera. Ho visto di persona quanto si può ottenere quando le idee innovative degli studenti sono supportate dal meglio del mondo accademico, dell’industria e della NASA, ” lei disse. Per lei, l’esperienza del team ha portato alla capacità di svolgere una scienza complessa e di alta qualità oltre i limiti della Terra.
Scopri l’iniziativa Geni nello spazio
Programma internazionale geni nello spazio Nato nel 2015, in partnership tra aziende Boeing e cv miniPCR, Cerca di ispirare le giovani menti a risolvere i problemi del mondo reale nelle scienze biologiche e fisiche. L’iniziativa riceve migliaia di proposte stimolanti, guidate da studenti di tutto il mondo, alcune delle quali, come il rilascio di CRISPR sulla Stazione Spaziale Internazionale, stanno diventando realtà.
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