Première utilisation réussie à bord de la Station spatiale internationale d’une nouvelle technique pour étudier la réparation de l’ADN chez la levure –

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  • Les chercheurs ont développé et démontré avec succès une nouvelle méthode pour étudier comment les cellules réparent l’ADN endommagé dans l’espace. Sarah Stahl-Rommel de Genes in Space et ses collègues présentent la nouvelle technique dans la revue en libre accès PLOS UN le 30 juin 2021.

    Des dommages à l’ADN d’un organisme peuvent survenir au cours de processus biologiques normaux ou à la suite de causes environnementales, telles que la lumière UV. Chez l’homme et d’autres animaux, l’ADN endommagé peut conduire au cancer. Heureusement, les cellules ont plusieurs stratégies naturelles différentes par lesquelles l’ADN endommagé peut être réparé. Les astronautes voyageant en dehors de l’atmosphère protectrice de la Terre sont confrontés à un risque accru de dommages à l’ADN en raison des rayonnements ionisants qui imprègnent l’espace. Par conséquent, les stratégies spécifiques de réparation de l’ADN utilisées par le corps dans l’espace peuvent être particulièrement importantes. Des travaux antérieurs suggèrent que les conditions de microgravité peuvent influencer ce choix, faisant craindre que la réparation ne soit pas adéquate. Cependant, les obstacles technologiques et de sécurité ont jusqu’à présent limité les investigations sur la question.

    Maintenant, Stahl-Rommel et ses collègues ont développé une nouvelle méthode pour étudier la réparation de l’ADN dans les cellules de levure qui peut être réalisée entièrement dans l’espace. La technique utilise la technologie d’édition du génome CRISPR/Cas9 pour créer des dommages précis aux brins d’ADN afin que les mécanismes de réparation de l’ADN puissent ensuite être observés plus en détail que cela ne serait possible avec des dommages non spécifiques par rayonnement ou d’autres causes. La méthode se concentre sur un type particulièrement nocif de dommages à l’ADN connu sous le nom de cassure double brin.

    Les chercheurs ont démontré avec succès la viabilité de la nouvelle méthode dans des cellules de levure à bord de la Station spatiale internationale. Ils espèrent que la technique permettra désormais des recherches approfondies sur la réparation de l’ADN dans l’espace. Cette étude marque la première fois que l’édition du génome CRISPR/Cas9 est menée avec succès dans l’espace, ainsi que la première fois dans l’espace que des cellules vivantes subissent une transformation réussie – incorporation de matériel génétique provenant de l’extérieur de l’organisme.

    Des recherches futures pourraient affiner la nouvelle méthode pour mieux imiter les dommages complexes à l’ADN causés par les rayonnements ionisants. La technique pourrait également servir de base à des recherches sur de nombreux autres sujets de biologie moléculaire liés à l’exposition et à l’exploration spatiales à long terme.

    “Ce n’est pas seulement que l’équipe a déployé avec succès de nouvelles technologies telles que l’édition du génome CRISPR, la PCR et le séquençage des nanopores dans un environnement extrême, mais aussi que nous avons pu les intégrer dans un flux de travail biotechnologique fonctionnellement complet applicable à l’étude de la réparation de l’ADN et d’autres processus cellulaires fondamentaux en microgravité », a déclaré l’auteur principal Sebastian Kraves. “Ces développements remplissent cette équipe d’espoir dans la quête renouvelée de l’humanité pour explorer et habiter la vaste étendue de l’espace.”

    La première auteure, Sarah Stahl Rommel, ajoute : « Faire partie de Genes in Space-6 a été un moment fort de ma carrière. J’ai vu de mes propres yeux tout ce qui peut être accompli lorsque les idées d’étudiants innovants sont soutenues par les meilleurs universitaires, industriels, et la NASA. L’expertise de l’équipe a permis d’effectuer des travaux scientifiques complexes et de haute qualité au-delà des limites de la Terre. J’espère que cette collaboration percutante continuera de montrer aux étudiants et aux chercheurs chevronnés ce qui est possible à bord de notre laboratoire dans l’espace. “

    La co-auteure Sarah Castro-Wallace a déclaré : “Ce fut un honneur de soutenir Genes in Space-6. Je suis toujours époustouflée par l’incroyable sophistication de la science qui a été réalisée lorsqu’un organisme a été transformé, son génome édité avec CRISPR/Cas9 pour provoquer des ruptures dans l’ADN, suivies de sa croissance pour permettre la réparation de l’ADN, et, enfin, son ADN séquencé, le tout dans l’environnement de vol spatial à bord de l’ISS. La capacité d’effectuer cette enquête globale et de bout en bout est un énorme pas en avant pour la biologie spatiale. Ce travail de calibre s’adresse à la fois aux étudiants exceptionnels et au programme Gènes dans l’espace. »

    Source de l’histoire :

    Matériel fourni par PLOS. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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