L'editing genetico arriva nello spazio
Per la prima volta con la tecnica Crispr Cas 9, è stato modificato il genoma di un lievito per osservare in che modo il danno al DNA dovuto alle radiazioni cosmiche possa essere riparato e proteggere quindi la salute degli astronauti
L'indagine rappresenta il primo utilizzo dell'editing genetico con la tecnica Crispr Cas 9 sulla Stazione Spaziale Internazionale, gli scienziati valutano l'intero processo di danno e riparazione del DNA e si attende la pubblicazione dei risultati. Gli astronauti Christina Koch e Nick Hague si sono serviti di Crispr Cas 9 (tecnica di manipolazione del DNA), per modificare il genoma del lievito di birra Saccharomyces cerevisiae, provocando piccoli tagli in entrambi i filamenti del DNA e imitando quindi un potenziale danno radioattivo. Di norma, le cellule riparano quasi immediatamente queste interruzioni, ma possono commettere errori, inserendo o eliminando le basi azotate del DNA (timina, adenina, citosina e guanina) e generando così mutazioni genetiche. Dopo che le cellule del lievito hanno riparato il danno, gli astronauti si sono serviti del processo della PCR (polymerase chain reaction) per copiare più volte la sezione appena riparata e di un altro dispositivo speciale chiamato MinION per sequenziare la sezione riparata di DNA in queste copie. Il sequenziamento mostra l'ordine esatto delle basi azotate, rivelando se il meccanismo di riparazione ha ripristinato il DNA nell'ordine originale o se ha apportato modifiche e possibili errori.
Emily Gleason della Mini Pcr Bio, la Società che ha progettato il Laboratorio di DNA a bordo della Iss (Stazione Spaziale Internazionale), ha commentato di voler capire se i meccanismi di riparazione del DNA sono diversi nello Spazio rispetto alla Terra e comunque siano i risultati dell'indagine, si potranno usare queste informazioni per aiutare a proteggere gli astronauti dal danno causato dalle radiazioni cosmiche durante i lunghi viaggi spaziali. Infatti, sebbene la Iss si trovi a circa 400 chilometri di altitudine e quindi, sia ancora protetta dal campo magnetico terrestre, è stato calcolato che in soli 6 mesi un astronauta venga sottoposto a circa 30 volte la quantità di radiazioni che noi riceviamo sulla Terra in un anno. Alcuni studi recenti hanno inoltre dimostrato che le radiazioni cosmiche, soprattutto durante lunghi viaggi spaziali, aumentano significativamente il rischio a lungo termine di sviluppare patologie, come il cancro, malattie neurodegenerative e disturbi del sistema nervoso centrale.
EFFETTI DELLE RADIAZIONI COSMICHE
I raggi cosmici sono nuclei atomici completamente ionizzati, cioè che hanno perso tutti i loro elettroni, e viaggiano nel cosmo a velocità molto elevata. Gli effetti devastanti delle radiazioni cosmiche sono molteplici: possono alterare il sistema cardiovascolare, danneggiare il cuore, indurire e restringere le arterie, ostacolare la neurogenesi, cioè il processo di formazione di nuove cellule nervose, facilitare la formazione di tumori. Per calcolare il danno provocato dalle radiazioni viene utilizzato il REM come unità di misura (1 REM = 0,01 Sv). L'Sv (Sievert) è l'unità di misura della dose equivalente di qualsiasi radiazione nel sistema internazionale e determina gli effetti e il danno provocato su un organismo. In Italia, la dose media assorbita in un anno per esposizione alla sola radioattività naturale viene calcolata in circa 3 millisievert.
Gli effetti biologici misurati in Sievert:
1 Sv - determina alterazioni temporanee della emoglobina;
2-3 Sv - determina nausea, perdita di capelli, emorragie;
4 Sv - morte nel 50% dei casi;
6 Sv - sopravvivenza improbabile.
Le radiazioni cosmiche sono dotate di sufficiente energia da poter ionizzare gli atomi o le molecole con i quali vengono a contatto.
Le radiazioni ionizzanti possono causare delle aberrazioni cromosomiche, cioè delle rotture e dei riaggiustamenti nei filamenti del DNA che costituiscono i cromosomi.