Астронавты впервые продемонстрировали редактирование генов с использованием метода CRISPR/Cas9 в космосе. Появление CRISPR/Cas9, революционного метода редактирования генома, открыло возможности для новых методов лечения заболеваний, вызвало серьезные этические вопросы и принесло Нобелевскую премию. Теперь редактирование генома с помощью CRISPR успешно продемонстрировано в космосе в рамках программы Genes in Space, совместной работы профессиональных ученых и студентов-подростков.

Эксперимент разработан miniPCR bio, медико-биологической компанией вместе с аэрокосмическим гигантом Boeing, и проведен на дрожжевых клетках астронавтами Кристиной Кох, Ником Хейгом и Дэвидом Сен-Жаком во время их экспедиции на МКС.

До отправки на МКС ученые модифицировали работу CRISPR/Cas9 таким образом, что геномный редактор начал вносить предсказуемые разрывы двойной цепочки ДНК в конкретных регионах генома, что упростило наблюдения за процессом починки подобных мутаций.

На МКС в условиях микрогравитации ученые разделили ДНК с помощью инструментов для редактирования генов, а затем наблюдали, как она восстанавливается. Сам процесс восстановления двойной спирали ДНК в целом протекал по одним и тем же принципам и в невесомости, и при наличии силы притяжения. Это ставит под сомнение теории многих биологов, предполагавших в прошлом, что пребывание в невесомости может заметно ухудшить способность клеток исправлять подобные мутации.

Астронавт НАСА Кристина Кок выполняет экспериментальную процедуру на борту Международной космической станции. Предоставлено: Себастьян Кравес.

В ближайшее время ученые планируют провести другие опыты с CRISPR/Cas9 на борту МКС. Как надеются ученые, эти эксперименты помогут им понять, изменится ли работа систем починки ДНК в ходе более длительных экспедиций в космос, а также раскрыть возможные различия в работе геномных редакторов на Земле и на ее орбите.

Повреждение ДНК организма может происходить во время нормальных биологических процессов или в результате воздействия окружающей среды, например ультрафиолетового излучения. У людей и других животных поврежденная ДНК может привести к раку. При этом, у клеток есть несколько различных естественных стратегий восстановления поврежденной ДНК. Астронавты, путешествующие за пределы защитной атмосферы Земли, сталкиваются с повышенным риском повреждения ДНК из-за ионизирующего излучения, проникающего в космос.