На МКС провели эксперименты по редактированию генома
Это стало огромным шагом для развития космической биологии
Как сообщает ТАСС, на борту МКС астронавтами впервые был использован геномный редактор CRISPR/Cas9 в опытах с клетками дрожжей, что помогло детальному изучению процесса починки ДНК в космосе. «Участие в проекте Genes in Space-6 было большой честью для нас. Меня до сих пор поражает сложность всех операций, проделанных на орбите, начиная с редактирования генома клеток и секвенирования их ДНК», — рассказала научный сотрудник Космического центра NASA имени Джонсона в Хьюстоне Сара Кастро-Уоллас.
«Их осуществление на борту МКС стало огромным шагом вперед для космической биологии», — добавила она. Открытие геномного редактора CRISPR/Cas9 состоялось в начале 2010-х годов сразу тремя группами зарубежных генетиков, две из них получили за это открытие Нобелевскую премию в прошлом году. Редактор с тех пор пережил несколько модернизаций, позволяющих использовать его для редактирования генома почти со стопроцентной точностью.
CRISPR/Cas9 в сравнении с другими системами редактирования генома отличается простотой использования и высокой гибкостью. Это дает возможность использовать его почти в любых условиях. По словам научного сотрудника, подобные идеи послужили одной из причин, отправки редактора в космос первым и использования его там для проведения научных исследований. В отличие от большинства подобных опытов на Земле, эти эксперименты направлены не на редактирование ДНК, а на формирование большого числа разрывов в ее двойной спирали.
Подобные дефекты, как сегодня предполагают ученые, должны часто образовываться в космосе в результате воздействия заряженных частиц, гамма-лучей и прочих форм радиации. Биологов давно интересует то, насколько эффективно клетки исправляют подобные повреждения в их геноме, к каким последствиям может приводить их накопление в условиях невесомости. Случайный характер накопления мутаций мешал получению однозначных ответов на этот вопрос и поискам различий в работе систем починки ДНК в космосе и на Земле.
Исследователи модифицировали работу CRISPR/Cas9 так, чтобы геномный редактор начал вносить предсказуемые разрывы двойной цепочки ДНК в конкретных регионах генома, что упростило наблюдения за процессом починки подобных мутаций. Они подготовили несколько наборов реагентов для опытов и отправили часть из них на МКС. Экипажу станции было поручено провести серию опытов, используя геномный редактор и культуры клеток дрожжей.
Одновременно с МКС аналогичные работы по исследованию велись и на Земле. Это позволило специалистам детально сравнить, как протекает починка этих разрывов на поверхности планеты и в открытом космосе. В результате наблюдений было установлено, что процесс восстановления двойной спирали ДНК в целом протекал по одним и тем же принципам как невесомости, так и при наличии силы притяжения. Это ставит под сомнение теории прошлого о том, что пребывание в невесомости может заметно ухудшить способность клеток исправлять подобные мутации.