Primer uso exitoso a costado de la Periodo Espacial Internacional de una nueva técnica para estudiar la reparación del ADN en levaduras

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Los investigadores han desarrollado y demostrado con éxito un nuevo método para estudiar cómo las células reparan el ADN dañado en el espacio. Sarah Stahl-Rommel de Genes in Space y sus colegas presentan la nueva técnica en la revista de acceso abierto MÁS UNO el 30 de junio de 2021.

El daño al ADN de un organismo puede ocurrir durante procesos biológicos normales o por causas ambientales, como los rayos UV. En los seres humanos y otros animales, el ADN dañado puede provocar cáncer. Afortunadamente, las células tienen varias estrategias naturales 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 por la radiación ionizante que penetra en 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 puede no ser adecuada. Sin embargo, las barreras tecnológicas y de seguridad han limitado hasta ahora las investigaciones 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 cadenas de ADN, de modo que los mecanismos de reparación del ADN se puedan observar con más 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 investigación en profundidad 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: la incorporación de material genético desde fuera del espacio.

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 las investigaciones de muchos otros temas de biología molecular relacionados con la exposición y la exploración espacial a largo plazo.

“No es solo que el equipo ha implementado con éxito nuevas tecnologías como la edición del genoma CRISPR, la PCR y la secuenciación de nanoporos en un entorno extremo, sino que también hemos podido integrarlas en un flujo de trabajo biotecnológico funcionalmente completo. Aplicable al estudio de Reparación del ADN y otros procesos celulares fundamentales en condiciones de 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. He visto de primera mano lo que se puede lograr cuando las ideas innovadoras de los estudiantes cuentan con el apoyo de lo mejor de la academia, la industria y la NASA. La experiencia del equipo ha llevado a la capacidad de realizar ciencias complejas y de alta calidad más allá de los confines de la Tierra. Espero que esta colaboración de alto impacto continúe mostrando a estudiantes e investigadores senior 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 me sorprende la increíble sofisticación de la ciencia que se logró cuando un organismo se transformó, su genoma se modificó con CRISPR / Cas9. causar roturas del ADN, seguido de su crecimiento para permitir la reparación del ADN y, finalmente, su ADN secuenciado, todo en el entorno del vuelo espacial a bordo de la ISS. La capacidad de realizar esta investigación integral y de principio a fin es un gran paso adelante para la biología espacial . Este calibre de trabajo habla tanto de los estudiantes sobresalientes como del programa Genes in Space “.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por PLOS. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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