Először alkalmaztak génmódosítást az űrben
2021 / 07 / 13 / Perei Dóra
Először alkalmaztak génmódosítást az űrben
Miután az űrhajósok elhagyják a Föld légkörét egy adott küldetés során, a megannyi felmerülő akadály mellett a szervezetüket érő nagyobb sugárzással is számolniuk kell. Ez a sugárzás azonban rendkívül veszélyes, mivel egyebek mellett DNS-károsodást, rákos betegség kialakulását és más egészségügyi problémákat idézhet elő.

Bár a sejtek maguktól is megpróbálják menteni a menthetőt, azaz azonosítani és kijavítani a DNS-ben keletkezett kárt, ám ez a folyamat ugyancsak okozhat genetikai hibákat. Amennyiben jobban megismernénk ezt az úgynevezett önjavító mechanizmust - és az általuk generált defekteket - akkor a jövőben az űrhajósok egészsége is nagyobb biztonságban lehetne az expedíciókon.

Ez a kísérlet más mint a korábbiak

Kutatók már korábban is megpróbálták az űrben megfigyelni a DNS önjavító mechanizmusát, csakhogy ezeknél a DNS-károsodás a Földön történt, majd ezután tanulmányozták, hogy mi történt alacsony, illetve nulla gravitáció mellett. Illetve tovább nehezítette a dolgot, hogy a javítási folyamat szinte azonnal elkezdődött a roncsolódás után, így a sejtek már a felszállás pillanatára már vagy ellátták, de legalábbis megkezdték feladatukat. Ahogy az sem kizárt, hogy ezt a folyamatot eleve az űrutazás is befolyásolta.

A génszerkesztés új korszakába léptünk: immár ki- és be tudjuk a géneket kapcsolni Az új CRISPR eljárás képes egy gén kifejeződését szabályozni, miközben magát a gént érintetlenül hagyja – ez egy teljesen új korszakot ígér, ami pont a legjobbkor jött.

A CRISPR nevű géntechnológia (amiről már egyébként itt a Rakétán is többször írtunk) egy csapat minnesotai középiskolás jóvoltából kerülhetett a kozmoszba, akik egyébként még a Boeing és a miniPCR Bio, tudományos célokra használható berendezéseket gyártó cég közös pályázatát, a "Gének az űrbent" (Genes in Space) is megnyerték.

A diákok szándékosan idéztek elő DNS-károsodást a népszerű CRISPR technológiával az ISS fedélzetén.

Majd az asztronauták ezt követően DNS-szekvenáló technológia segítségével analizálták, hogy pontosan hogyan reagálnak a sejtek a károsodásra. Emily Gleasont, a miniPCR Bio befektetőjét a Futurism cikke idézi, aki elárulta, jelen kísérlet alkalmával mind a károsítás, mind az azt követő felmérés az űrben zajlott. "Tudni akartuk, hogy vajon a DNS önjavító mechanizmusa másképp működik-e az űrben, mint a Földön" - magyarázza Gleason.

Egy évvel később, 2019-ben aztán az ISS fedélzetén tartózkodó legénység - élesztőgombák alkalmazásával - sikeresen demonstrálta a fent említett munkafolyamatot, és ezzel (hála a diákok korábbi munkájának), ők lehettek az elsők, akik úgymond az űrbe vitték a CRISPR géntechnológiát. Ezúttal pedig a tanulók és a kutatók közös tanulmányt publikáltak, ami eredetileg a PLOS One szaklapban jelent meg.

hirdetés

A jövőben tehát ezt a technológiát az emberi sejteken végzett űrsugárzás által okozott DNS-károsodás pontos utánzására lehet majd használni - és amit a kísérletek során az űrhajósok most elsajátítanak, azzal segíthetnek kollégáiknak a jövőbeli missziók során. "Az aktuális fejlemények reményt adnak csapatunknak az emberiség megújult küldetésében az űr hatalmas területének feltárására és megörökítésére vonatkozóan" - teszi hozzá Sebastian Kraves a tanulmány egyik vezető szerzője, a miniPCR Bio munkatársa.

A NASA tintahalbébiket küldött az űrbe

Egészen pontosan százhuszonnyolc hawaii kurtafarkú tintahalbébit még június elsején a Nemzetközi Űrállomásra, hogy elemezzék, hogyan hatnak a hosszúra nyúló űrutazások az élő entitásokra, így például az emberi szervezetre. A Floridai Egyetemen szaporított élőlényeket a SpaceX utánpótlást szállító küldetésén röpítették fel az űrbe, és valamikor a hónapban térnek majd vissza a Földre. A szakemberek azt szeretnék kideríteni, milyen változások mennek végbe a tintahalak szervezetében az űrrepülés során, és hosszú távon ennek megértésével hogyan támogathatják az emberi szervezet felkészülését a hosszú űrutazásokra.

Az korábban már bebizonyosodott, hogy az alacsony gravitációjú közeg megbolygatja az emberek és a mikrobáik szimbiózisát, Jamie Foster, a Hawaii Egyetem professzora pedig most azt is megmutatta, hogy pontosan ez játszódik le a tintahalakban is. Foster jelenleg a NASA UMAMI (Understanding Microgravity on Animal-Microbe Interactions - A mikrogravitáció hatása állat-mikroba interakciókra) projektjének keretében tanulmányozza, hogy pontosan hogyan megy végbe ez a folyamat, mi történik akkor, ha a tintahalakkal szimbiózisban élő baktériumok az űrben is jelen vannak, és

milyen következményekkel jár mondjuk az eltűnésük.

A szakember szerint ahogy nő az űrben eltöltött idő száma, úgy sokszorozódnak az úgynevezett immunregulációs zavarok, melyek következtében romlik az immunrendszer működése, nehezen ismeri fel a baktériumokat, az űrhajósok pedig megbetegednek. Ellenben ha sikerül rájönni, mi történik a tintahalakkal az űrben, akkor - remélhetőleg a közeljövőben - az űrhajósok eggyel kevesebb egészségügyi problémával szembesülnek űrbéli utazásuk alkalmával. „Ha az emberek a Holdon vagy a Marson akarnak időt tölteni, ki kell küszöbölni egészségügyi gondokat, hogy biztonságban odaérhessenek” – tette hozzá.

Akár injekció formájában is alkalmazható lehet a CRISPR génszerkesztési eljárás

Térjünk vissza egy kicsit a Földre, ahol egyébként az emberiség már régóta ismeri - és több-kevesebb sikerrel használja - a CRISPR génszerkesztési módszert; a baktériumok genomjában található, rövid, ismétlődő szakaszról elnevezett eljárás felfedezői, Emmanuelle Charpentier és Jennifer A. Doudn 2020-ban Nobel-díjat kapott felfedezésükért, amit szintén megírtunk. A CRISPR–Cas9 már bebizonyította, hogy

a korábbi módszereknél hatékonyabban veheti fel a harcot bizonyos betegségekkel szemben.

A szakma mostanáig a metódus legnagyobb hátrányaként (a beláthatatlan szövődményeken kívül) eddig azt tekintette, hogy a génmódosításhoz szükséges eszközöket közvetlenül az érintett sejtbe kellett juttatni. A közelmúltban publikált tanulmány szerzői azonban bebizonyították, hogy a CRISPR–Cas9 akár injekció formájában is bejuttatható a véráramba, ami számos akadályt elhárít a génszerkesztés gyakorlati alkalmazásának útjából.

A tanulmány szerzői egy ritka genetikai eredetű betegség, a transztiretin amiloidózis kezelésénél alkalmazták az új eljárást. Az ATTR amiloidózis örökletes és szerzett formában egyaránt kialakulhat, egyre súlyosbodó, halálos, szisztémás anyagcsere-rendellenesség. A betegség következményeként az amiloid szálak folyamatosan lerakódhatnak a szövetekben, mindez pedig szervkárosodást okozhat, és kialakul az ATTR amiloidózis.

A kísérlet során önként jelentkezők injekciós kezelést kaptak a CRISPR-kezelt nanorészecskékkel, amelyek felszívódtak a betegek májában, és módosították benne a káros fehérjék kiválasztódásáért felelős géneket. A kérdéses fehérje szintje pár héten belül alacsonyabb értéket mutatott a kezelés előtti értékekhez képest, vagyis technikailag

a páciensek megmenekültek az idegeket és szöveteket elpusztító betegségtől.

A dolog hátulütője, hogy a tanulmány nem tekinthető reprezentatívnak, mivel összesen hat emberen végezték a kísérletet, emiatt a kutatóknak hosszú távú hatástanulmányokkal is be kell bizonyítaniuk, hogy az eljárás működőképes, és hosszú távon sem okoz maradandó károsodást. Ellenben ha széles körben életképesnek bizonyul, gyógyíthatóvá válnak olyan betegségek is, mint az Alzheimer-kór vagy a szívbetegség, amikre a CRISPR-módszerek napjainkban még nem alkalmazhatóak.

(Fotók: Getty Images Hungary, JAMIE S. FOSTER/AFP, Pixabay)

További cikkek a témában:

Géntechnológia mentheti meg a kakascsibéket az élve darálástól A tojásipar világszerte bevett gyakorlata, hogy a hímnemű csibéket darálóba dobják a kikelésük után, mivel egyrészt nem raknak tojást, ahogy a húsukért sem gazdaságos felhizlalni őket. Egy izraeli startup azonban úgy tűnik megoldást talált a problémára.

A génszerkesztés meghosszabbíthatja a genetikai betegségben szenvedők életét Lehet szeretni, lehet utálni, de a CRISPR génmanipulációs eljárás ezúttal is odacsapott az asztalra: segítségével ugyanis sikerült meghosszabbítani  a progéria nevű ritka genetikai betegséget hordozó egerek életét. A progéria legfőbb tünete, hogy az öregedés jelei már a beteg első két életévében kimutathatóak.

Már 'készülnek' a génmódosított, a klímaváltozásnak ellenálló tehenek Ausztrál zoológusok nemrégiben egyedülálló megközelítést alkalmaztak a probléma megoldására: génmódosítással próbálták megváltoztatni a tehénszőr színét, és ellenállóvá tenni az emlősöket a klímaváltozással szemben.


Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.