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首次在太空开展基因编辑:研究细胞如何修复可能导致癌症的受损DNA

前瞻网    2021-07-01 15:08

 

首次在太空开展基因编辑:研究细胞如何修复可能导致癌症的受损DNA

国际空间站上的宇航员采取了一种新方法来研究细胞如何修复导致癌症的受损DNA。该技术以CRISPR/Cas9基因组编辑技术为基础,用于酵母细胞,可以非常精确地编辑动物和植物DNA。

在轨道实验室的测试中,这种工具被用来对酵母中的DNA链造成精确的损伤,以便可以看到修复机制的作用。用CRISPR/Cas9技术制造DNA损伤——而不是用辐射——的优势在于如何能更详细地观察修复过程。

有各种各样的过程可以伤害一个生物体的DNA,从正常生物过程的意外或暴露于外部因素,如紫外线或其他类型的辐射。

该研究集中于一种特别有害的损伤类型,称为“双链断裂”,在这种损伤中,组成DNA主干的两个螺旋都被分离。如果双链断裂得不到修复,就会导致细胞死亡,但错误修复有可能导致癌症。

因此,了解不同环境下细胞修复DNA损伤的不同机制,有可能帮助我们设计出对抗癌症的新方法。这在地球大气层之外可能特别重要,因为由于太空中大量的电离辐射,宇航员暴露在DNA损伤的风险增加。

此外,之前的研究表明,微重力环境可能会影响细胞修复DNA的方式,这让人们担心,在太空中进行的修复可能不如在地球上进行的那么有力。

研究人员表示,这项研究标志着CRISPR/Cas9基因组编辑首次在太空进行,也是第一次在太空中活细胞的DNA被来自其他生物体的遗传物质改变。

“这不仅仅是因为该团队在极端环境下成功进行了CRISPR基因组编辑、PCR和纳米孔测序等新技术。”论文作者、马萨诸塞州MiniPCR Bio的生物学家塞巴斯蒂安·克拉维斯(Sebastian Kraves)说。

“而且我们还能够将它们整合到一个功能完整的生物技术工作流程中,该工作流程适用于DNA修复和微重力条件下其他基本细胞过程的研究。”

“这些进展让这个团队充满了希望,他们希望人类能够重新探索和居住在广阔的太空中。”

休斯顿JES科技公司的微生物学家、论文作者萨拉·斯塔尔·隆美尔(Sarah Stahl Rommel)说:“成为‘太空六号基因’项目的一部分一直是我职业生涯的亮点。”

“我亲眼看到,当来自学术界、工业界和美国宇航局的最优秀人才支持创新学生的想法时,他们能取得多大的成就。”

“这个团队的专业知识使他们能够在地球之外进行高质量、复杂的科学研究。”

随着初步研究的完成,该团队表示,未来的研究将改进他们的技术,以便更好地模拟暴露于电离辐射导致的复杂DNA损伤。

此外,这一方法还可作为有关长期空间接触对生物的影响的各种其他研究的基础。

该研究的完整发现发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上。

前瞻经济学人APP资讯组

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