Los investigadores han desarrollado y demostrado con éxito un método novedoso para estudiar cómo las células reparan el ADN dañado en el espacio. Sarah Stahl-Rommel de Genes in Space y sus colegas presentaron la nueva técnica en la revista de acceso abierto PLOS ONE el pasado 30 de junio de 2021.
por Public Library of Science
El daño al ADN de un organismo puede ocurrir durante procesos biológicos normales o como resultado de causas ambientales, como la luz ultravioleta. En humanos y otros animales, el ADN dañado puede provocar cáncer. Afortunadamente, las células tienen varias estrategias naturales diferentes mediante las cuales se puede reparar el ADN dañado.
Los astronautas que viajan fuera de la atmósfera protectora de la Tierra enfrentan un mayor riesgo de daño en el ADN debido a la radiación ionizante que impregna el espacio . Por lo tanto, las estrategias específicas de reparación del ADN que emplea el cuerpo en el espacio pueden ser particularmente importantes.
El trabajo anterior sugiere que las condiciones de microgravedad pueden influir en esta elección, lo que genera preocupaciones de que la reparación podría no ser adecuada. Sin embargo, los obstáculos tecnológicos y de seguridad hasta ahora han limitado la investigación sobre el tema.
Ahora, Stahl-Rommel y sus colegas han desarrollado un nuevo método para estudiar la reparación del ADN en células de levadura que se puede realizar completamente en el espacio. La técnica utiliza la tecnología de edición del genoma CRISPR / Cas9 para crear un daño preciso en las hebras de ADN, de modo que los mecanismos de reparación del ADN se puedan observar con mayor detalle de lo que sería posible con un daño no específico por radiación u otras causas. El método se centra en un tipo de daño del ADN particularmente dañino conocido como rotura de doble hebra.
Los investigadores demostraron con éxito la viabilidad del nuevo método en células de levadura a bordo de la Estación Espacial Internacional. Esperan que la técnica permita ahora una extensa investigación sobre la reparación del ADN en el espacio.
Este estudio marca la primera vez que la edición del genoma CRISPR / Cas9 se ha realizado con éxito en el espacio, así como la primera vez en el espacio que las células vivas han experimentado una transformación exitosa: incorporación de material genético que se origina fuera del organismo.
La investigación futura podría perfeccionar el nuevo método para imitar mejor el complejo daño del ADN causado por la radiación ionizante. La técnica también podría servir como base para investigaciones sobre muchos otros temas de biología molecular relacionados con la exploración y exposición espacial a largo plazo.
«No es solo que el equipo implementó con éxito tecnologías novedosas como la edición del genoma CRISPR, la PCR y la secuenciación de nanoporos en un entorno extremo, sino que también pudimos integrarlas en un flujo de trabajo biotecnológico funcionalmente completo aplicable al estudio de la reparación del ADN y otros procesos celulares fundamentales en microgravedad «, dijo el autor principal Sebastian Kraves. «Estos desarrollos llenan a este equipo de esperanza en la búsqueda renovada de la humanidad para explorar y habitar la vasta extensión del espacio».
La primera autora, Sarah Stahl Rommel, agrega: «Ser parte de Genes in Space-6 ha sido un punto culminante de mi carrera. Vi de primera mano cuánto se puede lograr cuando las ideas de los estudiantes innovadores están respaldadas por lo mejor de la academia, la industria, y la NASA. La experiencia del equipo resultó en la capacidad de realizar ciencia compleja y de alta calidad más allá de los límites de la Tierra. Espero que esta impactante colaboración continúe mostrando a los estudiantes e investigadores experimentados lo que es posible a bordo de nuestro laboratorio en el espacio «.
La coautora Sarah Castro-Wallace dice: «Fue un honor apoyar a Genes in Space-6. Todavía estoy asombrada por la increíble sofisticación de la ciencia que se realizó cuando un organismo se transformó, su genoma editado con CRISPR / Cas9 causar roturas en el ADN, seguido de su crecimiento para permitir la reparación del ADN y, finalmente, su ADN secuenciado, todo en el entorno de vuelo espacial a bordo de la ISS. La capacidad de realizar esta investigación integral y de extremo a extremo es un gran paso adelante para la biología espacial. Este calibre de trabajo habla tanto de los estudiantes excepcionales como del Programa Genes in Space «.
