NASA宇航员用CRISPR技术首次在太空中修复DNA

宇航员在太空中进行的 CRISPR 实验首次表明，DNA 可以在微重力环境下自我修复。

作为“Genes In Space-6”实验的一部分，国际空间站 (ISS) 上的宇航员在普通酵母的 DNA 中制造了断裂，然后分析了其自我修复过程。

图 1：美国宇航局宇航员克里斯蒂娜?科赫在国际空间站进行太空基因 6 号实验

在实验过程中，酵母的 DNA 被切断了两条链，造成了严重的损害。研究人员说，CRISPR 被引入太空，并在国际空间站上进行第一次成功的基因组操作，扩大了未来 DNA 修复实验的可能性。

“Genes In Space-6”实验 2018 年由明尼苏达州的四名学生提出，当时他们参加全美竞赛，要求七年级到十二年级的孩子设计 DNA 分析实验。考虑到宇航员在太空中患癌症的风险增加，奥尔蒂(Aarthi Vijayakumar)、米歇尔(Michelle Sung)、丽贝卡(Rebecca Li)以及大卫(David Li)设计了这个实验。

在太空中遭受到的辐射增加有可能损害人类的 DNA。在地球上，人体可以通过添加和删除 DNA 碱基来修复这种断裂，或者在不改变两个片段的情况下重新连接它们。然而，在“Genes In Space-6”实验之前，这些过程在微重力下还没有被研究过。

该研究的合著者、NASA 下属约翰逊太空中心微生物学家莎拉?华莱士 (Sarah Wallace) 在一份声明中说：“了解一种修复方式是否不太容易出错具有重要意义。”

这些知识对宇航员可能是有益的，比如帮助任务规划者确定是否需要更多的辐射防护。根据华莱士的说法：“重要的是要了解辐射情况，以确保机组人员正受到保护，并帮助他们以最好的方式康复。”

图 2：美国宇航局宇航员尼克?黑格使用微型 PCR 硬件探索太空辐射如何影响 DNA

在国际空间站上拥有这项技术意味着，科学家可以分析在太空中遭受破坏的 DNA，而不是依赖于从地球上被切割后送上空间站的样本。研究人员说，虽然 CRISPR 在太空中的使用原则相同，但它们需要针对太空环境进行量身定做。

隆美尔补充说：“我们已经可以证实，在太空中做这类研究并不太复杂。试验按照计划进行，并展示了预期结果。”

华莱士认为，要完全了解 DNA 在太空中的修复过程，还需要做更多的工作。但她强调，“Genes In Space-6”试验取得了成功。展望未来，“在太空中建立完整的分子实验室将会让我们在那里完成更多的研究。”