Готуємося до далеких польотів. Астронавти вперше відновили пошкоджену ДНК в космосі

Поява CRISPR/Cas9, революційного методу редагування геному, відкрила можливості для незліченних нових методів лікування захворювань і тепер редагування геному за допомогою CRISPR було успішно продемонстровано в космосі у межах програми Genes in Space, йдеться в дослідженні, опублікованому в середу, 30 червня, повідомляє vice .com

Експеримент був розроблений miniPCR bio, медико-біологічною компанією, що базується в Массачусетсі, разом з аерокосмічним гігантом Boeing і був проведений на дріжджових клітинах астронавтами Христиною Кох, Ніком Хегью і Девідом Сен-Жаком під час їх експедиції на МКС у 2019 році.

Повні результати, вперше опубліковані в середу, 30 червня, показали, що ДНК можна розділити за допомогою інструментів для редагування генів, а потім спостерігати, як вона відновлюється, за допомогою космічної техніки, яка допоможе підготувати майбутніх астронавтів до місій у дальній космос.

"Це кульмінаційний момент командних зусиль, які ми почали ще у 2014 році, коли програма Genes in Space була створена Boeing і miniPCR bio", — говорить Себастьян Крейвс, співзасновник miniPCR bio і Genes in Space.

Цей проект, відомий як Genes-in-Space-6, був дітищем чотирьох старшокласників з Міннесоти, які є співавторами нового дослідження. Спочатку старшокласники запропонували ідею використання CRISPR як експериментальну платформу для вивчення механізмів відновлення ДНК в умовах мікрогравітації у 2018 році. Крейвс і його колеги заручилися підтримкою дослідників з Космічного центру Джонсона NASA та Інституту Уайтхеда Массачусетського технологічного інституту, щоб втілити ідею в реальність.

Вчені роками вивчали вплив космічного середовища на ДНК, тому що ця тема дуже важлива для здоров'я космонавтів, які одного дня можуть відправитися в міжпланетні подорожі. Тут, на Землі, атмосфера переважно захищає нас від шкідливого випромінювання Сонця та інших космічних об'єктів, але будь-який екіпаж, який мандрує протягом місяців або років в космосі, буде схильний до цих факторів навколишнього середовища, які можуть пошкодити їх ДНК і створити серйозну загрозу для здоров'я, кажуть вчені.

Експеримент Genes-in-Space-6 надав основу для вивчення того, як пошкоджена ДНК може відновлюватися в космосі. Крейвс каже, що дослідження "ще не дає достатньо даних, щоб зробити остаточні висновки про природу відновлення ДНК в космосі", а скоріше "надало доказ концепції, що контрольоване відновлення ДНК можна здійснити в космосі з використанням сучасних генетичних інструментів".

"Астронавти можуть викликати пошкодження ДНК контрольованим чином, використовуючи систему редагування генів CRISPR, що дозволяє нам націлити пошкодження ДНК на ген, який при порушенні та відновленні призведе до видимої зміни кольору в клітинах", — говорить Крейвс.

"Ця колірна зміна дозволила астронавтам повідомити, що методика працює, але необхідні додаткові дослідження, подібні до цього, щоб остаточно відповісти на питання, чи є якісь відмінності у способах відновлення клітинами своєї ДНК в космосі порівняно з тим, як вони це роблять тут, на Землі", — говорить Крейвс.

Крім пом'якшення шкідливого впливу космічних подорожей на астронавтів, майбутні експерименти по редагуванню генів у космосі можуть допомогти у розробці нових методів виробництва корисних білків або ліків на борту під час тривалого космічного польоту.

"Здатність змінювати і генетично створювати організми в космосі є значним кроком вперед і може дозволити провести безліч досліджень у майбутньому", — говорить Крейвс.

"Ми багато чого не знаємо про те, як клітини реагують на різні види пошкоджень ДНК, коли вони знаходяться в космосі", — говорить Крейвс. "Докладніші дослідження можуть надати більш детальне уявлення про те, як клітини реагують на різні форми випромінювання, з якими ми зіткнемося у міру того, як будемо подорожувати все далі в космос, і можуть надати інформацію про способи зниження ризиків міжпланетних подорожей".