Astronot Mendemonstrasikan Pengeditan Genom CRISPR/Cas9 di Luar Angkasa

Para peneliti telah mengembangkan dan berhasil mendemonstrasikan metode baru untuk mempelajari bagaimana sel memperbaiki DNA yang rusak di luar angkasa. Sarah Stahl-Rommel dari Genes in Space dan rekan mempresentasikan teknologi baru di jurnal akses terbuka TAMBAH SATU Pada 30 Juni 2021.

Kerusakan DNA organisme dapat terjadi selama proses biologis normal atau sebagai akibat dari penyebab lingkungan, seperti radiasi ultraviolet. Pada manusia dan hewan lainnya, kerusakan DNA dapat menyebabkan kanker. Untungnya, sel memiliki banyak strategi alami yang berbeda untuk memperbaiki DNA yang rusak. Astronot yang bepergian ke luar atmosfer pelindung Bumi menghadapi peningkatan risiko kerusakan DNA akibat radiasi pengion yang menembus ke luar angkasa. Oleh karena itu, strategi perbaikan DNA spesifik apa pun yang digunakan tubuh di luar angkasa mungkin menarik. Pekerjaan sebelumnya menunjukkan bahwa kondisi gayaberat mikro dapat mempengaruhi pilihan ini, meningkatkan kekhawatiran bahwa reformasi mungkin tidak sesuai. Namun, rintangan teknologi dan keamanan sejauh ini membatasi penyelidikan masalah ini.

Sekarang, Stahl-Rommel dan rekan telah mengembangkan metode baru untuk mempelajari perbaikan DNA dalam sel ragi yang dapat dilakukan seluruhnya di luar angkasa. Teknologi ini menggunakan teknologi pengeditan genom CRISPR/Cas9 pada untaian DNA yang rusak secara mikro sehingga mekanisme perbaikan DNA kemudian dapat diamati dengan lebih detail daripada yang mungkin terjadi dengan kerusakan nonspesifik oleh radiasi atau penyebab lainnya. Metode ini berfokus pada jenis kerusakan DNA yang sangat berbahaya yang dikenal sebagai kerusakan untai ganda.

Para peneliti telah berhasil menunjukkan kelayakan metode baru dalam sel ragi di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Mereka berharap bahwa teknologi ini sekarang akan memungkinkan penelitian ekstensif untuk perbaikan DNA di luar angkasa. Studi ini merupakan pertama kalinya pengeditan genom CRISPR/Cas9 berhasil dilakukan di luar angkasa, serta pertama kalinya di luar angkasa sel-sel hidup berhasil mengalami transformasi — penggabungan materi genetik yang berasal dari luar organisme.

Penelitian di masa depan dapat meningkatkan metode baru untuk lebih meniru kerusakan DNA kompleks yang disebabkan oleh radiasi pengion. Teknik ini juga bisa menjadi dasar untuk penyelidikan banyak topik biologi molekuler lainnya yang terkait dengan paparan jangka panjang dan eksplorasi ruang angkasa.

“Tim tidak hanya berhasil menerapkan teknologi baru seperti pengeditan genom CRISPR, PCR, dan pengurutan lubang nano di lingkungan yang keras, tetapi kami juga dapat mengintegrasikannya ke dalam alur kerja bioteknologi yang berfungsi penuh yang berlaku untuk studi perbaikan DNA dan lainnya,” kata peneliti senior Sebastian. Graves, “Proses Seluler Dasar dalam Gayaberat Mikro.” “Kemajuan ini mengisi tim ini dengan harapan dalam pencarian baru umat manusia untuk menjelajahi dan menghuni ruang angkasa yang luas.”

Penulis pertama Sarah Stahl-Rommel menambahkan, “Menjadi bagian dari Gens in Space-6 telah menjadi puncak karir saya. Saya telah melihat sendiri seberapa banyak yang dapat dicapai ketika ide-ide inovatif mahasiswa didukung oleh akademisi, industri, dan akademisi terbaik. NASA. Keahlian tim mengarah pada Kemampuan untuk melakukan sains kompleks berkualitas tinggi di luar batas Bumi. Saya harap kolaborasi yang berdampak ini akan terus menunjukkan kepada para siswa dan peneliti senior apa yang mungkin terjadi di laboratorium luar angkasa kita.”

Rekan penulis Sarah Castro Wallace mengatakan, “Merupakan suatu kehormatan untuk mendukung Gen di Ruang 6. Saya tetap kagum dengan perkembangan ilmu pengetahuan yang luar biasa yang dibuat ketika suatu organisme diubah, genomnya diedit dengan CRISPR/Cas9 untuk menciptakan terobosan dalam DNA, diikuti oleh pertumbuhannya Untuk memungkinkan perbaikan DNA dan, akhirnya, pengurutan DNA-nya, semua di lingkungan penerbangan luar angkasa di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Mampu melakukan penyelidikan yang komprehensif dan komprehensif ini merupakan langkah maju yang besar bagi astrobiologi. Pekerjaan semacam ini berbicara kepada siswa terbaik kami dan program Gens in Space.”