(Inside Science) – Una enzima en la bacteria E. coli cometió más errores al copiar ADN sintético cuando se expuso a microgravedad que la misma enzima en gravedad normal, encontró un estudio reciente.

El documento plantea la posibilidad de que algunas enzimas funcionen de manera diferente en el espacio que en la Tierra. «Nos da la idea de que las enzimas como las polimerasas u otras involucradas en el mantenimiento de la integridad de nuestro ADN podrían verse afectadas por los viajes espaciales», dijo Susan Bailey, bióloga de cáncer de radiación de la Universidad Estatal de Colorado en Fort Collins, al ADN que investigó el daño del espacio. radiación y no contribuyó al nuevo artículo.

Aaron Rosenstein, autor principal del artículo y estudiante graduado en bioingeniería en la Universidad de Toronto, dijo que el hallazgo «justifica una mayor investigación de otras enzimas involucradas en vías metabólicas críticas inherentes a la vida y la supervivencia».

Los científicos saben que las estancias prolongadas en el espacio pueden afectar la fisiología de los astronautas y causarles problemas de salud. La microgravedad puede causar atrofia muscular, pérdida de densidad ósea y visión borrosa. También puede hacer que el cerebro y el líquido cefalorraquídeo se desplacen, y podría estar relacionado con daño cerebral.

En el espacio, los astronautas también están expuestos a la radiación del sol y de galaxias distantes. «La radiación actúa como una bola de boliche, y el ADN son los bolos», dijo Rosenstein. “Estas partículas se mueven tan rápido que rompen el ADN o causan mutaciones a través de todos estos mecanismos diferentes.” Ese daño en el ADN puede potencialmente poner a los astronautas en mayor riesgo de cáncer y enfermedades degenerativas, dijo Bailey.

Rosenstein dijo que está menos claro qué efectos podría tener la microgravedad en el ADN. Estudia las polimerasas de ADN, una clase de enzimas que copian el ADN y reparan el daño. Las polimerasas leen el orden en que se disponen los cuatro tipos de bases de nucleótidos en la hebra de ADN original y colocan la base adecuada en la sección adecuada de la nueva hebra. Pero estas polimerasas no son perfectas, por lo que algunas tienen enzimas de revisión adjuntas que verifican su trabajo y ven dónde fallaron.

Como estudiante de maestría en la Universidad de Queen en Kingston, Ontario, Rosenstein quería probar si las polimerasas cometían errores con mayor o menor frecuencia en microgravedad, lo que podría tener implicaciones para reparar el daño por radiación en el espacio. Algunos experimentos para estudiar la microgravedad se llevan a cabo en el espacio en lugares como la Estación Espacial Internacional. Logísticamente, fue más fácil para Rosenstein llevar a cabo su experimento más cerca de la Tierra, a bordo de un tipo de avión apodado «Barf Comet», que alcanza la gravedad cero realizando una serie de ascensos y descensos en rápida sucesión. Su contenido experimentará un breve período de 20 segundos de gravedad cero cuando el avión alcance la parte superior de su trayectoria parabólica a 10,000 pies sobre la superficie de la Tierra.

A bordo del avión, Rosenstein estaba amarrado a su asiento, con su computadora portátil y la carga útil que había construido para albergar el experimento frente a él. Cuando el avión alcanzó la gravedad cero, Rosenstein usó un clicker para engañar a los instrumentos robóticos para que inyectaran una polimerasa que se encuentra en el interior. E. coli en una mezcla que contiene ADN monocatenario sintético. Cuando el avión salió de gravedad cero, inyectó otra mezcla para detener la reacción.

Rosenstein dijo que experimentar la ingravidez es un poco como subirse a una montaña rusa. «Tu cerebro, al menos inicialmente, te dice: ‘Algo anda mal aquí'», dijo. «‘No estamos realmente seguros de qué es eso, pero no nos gusta'».

De vuelta en la Tierra, los datos mostraron que con el corrector colocado, la polimerasa cometió un poco más de errores a bordo del cometa vómito que cuando el avión estaba en gravedad normal, aunque este efecto no siempre fue estadísticamente significativo. La polimerasa cometió aún más errores cuando la enzima correctora no era adecuada (algunas polimerasas no tienen correctores), lo que le sugirió a Rosenstein que el corrector podía corregir algunos de los errores adicionales cometidos por la parte de copia. La investigación fue publicada en la revista en noviembre pasado. Fronteras en biología celular y del desarrollo.

Bailey dijo que el estudio no tiene un impacto directo en la salud de los astronautas durante los vuelos espaciales a largo plazo. Debido a que el experimento usa una polimerasa que se encuentra en las bacterias y el ADN se expuso a la microgravedad durante solo 20 segundos, la investigación está «realmente lejos de lo que los astronautas realmente están experimentando», dijo. los E. coli La polimerasa utilizada en el experimento es parte de una familia de polimerasas que constituyen solo algunas de las 14 polimerasas de ADN humano conocidas, dijo Rosenstein.

Las células humanas también tienen otros mecanismos para detectar errores. «Hay una gran cantidad de procesos de reparación de desajustes, como grandes, grandes formas que existen para evitar que esto suceda», dijo Rosenstein. «Se necesitarían varios estudios de seguimiento más para probar este efecto en las células humanas y comprender por qué este efecto es finalmente importante o no».

Agregó que «la principal causa de las mutaciones que vemos en el espacio es la radiación».

Pero Bailey dijo que si algunas polimerasas se ven afectadas por la microgravedad, podría ser relevante para los telómeros de los astronautas, que son fragmentos de ADN en los extremos de los cromosomas que se cree que están relacionados con el envejecimiento humano. Un tipo de polimerasa llamada telomerasa copia los telómeros, y Bailey ha estudiado cómo los viajes espaciales afectan la longitud de los telómeros. «Este documento apoya de alguna manera la idea de que [telomerase activity] podría verse afectada por la microgravedad», dijo.


Esta historia fue publicada originalmente con InsideScience. Leer el original aquí.



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