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国际空间站实验使用CRISPR扩展DNA研究工具包

研究 DNA 修复是未来太空探索的关键,这可能会使人类面临由辐射引起的 DNA 损伤的风险。太空中的条件也可能影响身体修复此类损伤的方式,从而可能加剧这种风险。

由于四名学生、一组研究人员的工作,以及 CRISPR 基因组编辑技术首次在太空中使用,最近在国际空间站上的一项调查成功地在普通酵母的 DNA 中产生了断裂,指导了修复方法,并对修补后的 DNA 进行测序,以确定其原始顺序是否已恢复。在太空-6基因的研究人员报告在发布的全过程在空间这个第一完成论文。

这些结果显着扩展了空间站的分子生物学工具包,使 DNA 修复研究和其他各种微重力生物学研究成为可能。

身体修复 DNA 中的双链断裂——双螺旋的两条相互缠绕的链的切断——两种主要方式之一。在一种方法中,可以添加或删除碱基。另一种方法是在不改变 DNA 序列的情况下重新连接链。直到现在,技术和安全问题阻碍了对空间站上这些维修过程的研究。

Space-6 中的基因是来自明尼苏达州的四名学生的创意:Aarthi Vijayakumar、Michelle Sung、Rebecca Li 和 David Li。作为太空基因计划的一部分,他们赢得了参与这项研究的机会,这是一项全国性竞赛,要求 7 至 12 年级的学生使用国际空间站美国国家实验室和空间站上的工具设计 DNA 分析实验。该团队也是结果论文的共同作者。

为了在特定位置产生 DNA 断裂,该团队使用了一种称为 CRISPR 的基因组编辑技术,它代表 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats。这些是细菌中短的、重复的 DNA 序列,它们之间有病毒 DNA 序列。细菌将病毒 DNA 序列转录为 RNA,然后将特定蛋白质引导至病毒 DNA 并将其切割。科学家们利用这种自然发生的免疫反应来创造这项技术。

通过使用 CRISPR,研究人员可以在基因组的已知位置创建精确控制的断裂,从而消除随机损坏可能带来的风险。这为允许 DNA 修复在太空中进行奠定了基础,提供了深入了解所使用的修复机制类型的机会。

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