人类可能无法在太空中打嗝,但我们现在可以在那里编辑基因组。不久前,国际空间站(ISS)上的宇航员第一次使用CRISPR-Cas9编辑了啤酒酵母的DNA。

目标不是创造超级太空酵母。宇航员正在研究DNA修复机制如何在太空中发挥作用,因此他们截取了真菌的部分遗传密码以模仿辐射损伤。

“损害发生在空间站上,分析也是在太空中进行。”为国际空间站上设计DNA实验室的miniPCR Bio公司的Emily Gleason介绍说,“我们想了解DNA修复的机能在太空中是否与地球不同。”

太空实际上是非常危险的地方,辐射是最大的问题之一。

虽然国际空间站的平均海拔高度为408公里,但仍然受到地球磁场的保护,在空间站生活6个月,宇航员平均受到的辐射约为地球上人类日常辐射量的30倍。

有充分证据表明,太空辐射使ISS宇航员面临放射病的风险,并且还会增加癌症的几率,以及退行性疾病和中枢神经系统问题的长期风险。

火星任务比在地球的保护性磁场边缘生活6个月要严峻得多,因此,弄清DNA修复自身辐射损伤的机制,可能非常有价值。

国际空间站上的工作人员进行了实验,利用CRISPR-Cas9的强大功能——当代最热门的基因编辑工具,可以让科学家用“分子手术刀”切割DNA代码。

实验设计最初来自几个参与NASA举办的太空基因科学竞赛的学生:David Li,Aarthi Vijayakumar,Rebecca Li和Michelle Sung。实验目标是在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的两条DNA链中引入断裂,以模仿对生物体的辐射损伤。

在空间站上,NASA的宇航员Christina Koch 和Nick Hague完成了操作,成功编辑了基因组。然后留下酵母修复其DNA损伤。

比较酵母DNA——修复周期之前和之后的分子结构,科学家可以观察到分子结构是否存在任何变化,确认DNA修复机制是否会导致任何遗传错误。

为了完成比较,在miniPCR热循环仪中使用被称为聚合酶链反应(PCR)的过程将修复过的DNA复制多次。然后,使用仪器MinION对DNA进行测序。

结果尚未发表,但现在CRISPR-Cas9技术已经加入了太空遗传学工具的列表,之前还有2016年首次进行的太空基因测序、同年的PCR以及RNA的测序。

本文译自 sciencealert,由 majer 编辑发布。

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