國際空間站實驗使用CRISPR擴展DNA研究工具包

研究 DNA 修復是未來太空探索的關鍵，這可能會使人類面臨由輻射引起的 DNA 損傷的風險。太空中的條件也可能影響身體修復此類損傷的方式，從而可能加劇這種風險。

由于四名學生、一組研究人員的工作，以及 CRISPR 基因組編輯技術首次在太空中使用，最近在國際空間站上的一項調(diào)查成功地在普通酵母的 DNA 中產(chǎn)生了斷裂，指導了修復方法，并對修補后的 DNA 進行測序，以確定其原始順序是否已恢復。在太空-6基因的研究人員報告在發(fā)布的全過程在空間這個第一完成論文。

這些結果顯著擴展了空間站的分子生物學工具包，使 DNA 修復研究和其他各種微重力生物學研究成為可能。

身體修復 DNA 中的雙鏈斷裂——雙螺旋的兩條相互纏繞的鏈的切斷——兩種主要方式之一。在一種方法中，可以添加或刪除堿基。另一種方法是在不改變 DNA 序列的情況下重新連接鏈。直到現(xiàn)在，技術和安全問題阻礙了對空間站上這些維修過程的研究。

Space-6 中的基因是來自明尼蘇達州的四名學生的創(chuàng)意：Aarthi Vijayakumar、Michelle Sung、Rebecca Li 和 David Li。作為太空基因計劃的一部分，他們贏得了參與這項研究的機會，這是一項全國性競賽，要求 7 至 12 年級的學生使用國際空間站美國國家實驗室和空間站上的工具設計 DNA 分析實驗。該團隊也是結果論文的共同作者。

為了在特定位置產(chǎn)生 DNA 斷裂，該團隊使用了一種稱為 CRISPR 的基因組編輯技術，它代表 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats。這些是細菌中短的、重復的 DNA 序列，它們之間有病毒 DNA 序列。細菌將病毒 DNA 序列轉(zhuǎn)錄為 RNA，然后將特定蛋白質(zhì)引導至病毒 DNA 并將其切割。科學家們利用這種自然發(fā)生的免疫反應來創(chuàng)造這項技術。

通過使用 CRISPR，研究人員可以在基因組的已知位置創(chuàng)建精確控制的斷裂，從而消除隨機損壞可能帶來的風險。這為允許 DNA 修復在太空中進行奠定了基礎，提供了深入了解所使用的修復機制類型的機會。

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