Astronautas de la NASA secuencian por primera vez ADN en el espacio

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

Kate Rubins, astronauta de la NASA, ha sido la primera persona en secuenciar ADN en el espacio, en las condiciones de microgravedad de la Estación Espacial Internacional.

La astronauta Kate Rubins, primera persona en secuenciar ADN en el espacio, junto al dispositivo secuenciador y sistema de análisis. Imagen: NASA.

La astronauta Kate Rubins, primera persona en secuenciar ADN en el espacio, junto al dispositivo secuenciador y sistema de análisis. Imagen: NASA.

El experimento forma parte del proyecto Biomolecule Sequencer, cuyo objetivo era demostrar por primera vez la viabilidad de la secuenciación del ADN en una nave espacial en órbita y fue realizado en un dispositivo secuenciador MinION, de Oxford Nanopore Technologies.

“El objetivo final es ser capaz de hacer en una estación espacial o en Marte las cosas que somos capaces de hacer normalmente en la Tierra,” manifestaba Douglas Botkin, asesor de la NASA e investigador de apoyo para Estación Espacial Internacional, hace casi un año. “Queremos replicar el ambiente del laboratorio, los equipos de alta tecnología y aquellos procesos que usamos de forma terrestre, y tratar de demostrar su funcionalidad en un ambiente de microgravedad.”

Los astronautas disponían de muestras de ratón, virus y bacterias, enviadas desde la Tierra. Rubins llevó a cabo la secuenciación de las mismas al mismo tiempo que muestras idénticas eran secuenciadas en laboratorios terrestres. De este modo se aseguraba que las condiciones de secuenciación eran las mismas excepto por la microgravedad y condiciones especiales del espacio. Los diferentes experimentos se llevaron a cabo modificando varias variables como humedad, temperatura o presión y en todos casos los resultados se mostraron fiables.

El dispositivo MinION conocido por su reducido tamaño (de poco más que una caja de cerillas)  utiliza un sistema de nanoporos para llevar a cabo la secuenciación y obtiene los datos de secuencia a partir de la conversión de los cambios de corriente producidos cuando la muestra atraviesa los poros. Uno de los retos técnicos que suponía su utilización en el espacio era la posible formación de burbujas en la muestra. En la Tierra cuando se forman burbujas, éstas ascienden a la superficie del líquido y pueden ser eliminadas. Sin embargo, en el espacio, el comportamiento de las burbujas es menos predecible y los responsables del proyecto no sabían si ocasionarían problemas. Además, los investigadores tenían que asegurar que la estructura y funcionamiento del dispositivo se mantienen tras las condiciones de despegue y en las condiciones de microgravedad de la estación espacial. “Estos son los problemas potenciales que  hemos identificado,” señala Sarah Castro-Wallace, microbióloga de la NASA y directora del proyecto. “Muchas de las cosas que podrían dar lugar a errores simplemente las desconocemos en este momento.”

Disponer de un secuenciador de ADN en el espacio ofrece muchas posibilidades inmediatas, como por ejemplo diagnosticar enfermedades de los miembros de la estación, identificar microorganismos o facilitar la investigación. “Un secuenciador a bordo permite que la tripulación sepa que hay en su ambiente en cualquier momento,” señala Castro-Wallace. “Esto nos permite en la superficie llevar a cabo la acción apropiada. ¿Tenemos que limpiar esto ahora o ayudarán los antibióticos? Podemos abastecer la estación con desinfectantes y antibióticos ahora, pero una vez la tripulación se desplaza hacia la órbita de la Tierra, necesitamos conocer cuándo ahorrar estos recursos preciosos y cuando utilizarlos.”

Además, potencialmente el secuenciador a bordo podría contribuir a ayudar a detectar otras formas de vida basadas en ADN en el sistema solar, antes de esperar a que las muestras lleguen a la Tierra.

Fuentes:

First DNA Sequencing in Space a Game Changer. http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/dna_sequencing

Sequencing DNA in the Palm of Your Hand. http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/biomolecule_sequencer

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