Publicado: 
29 de agosto de 2016

La secuenciación de ADN en el espacio

Desde que se secuenciaron los primeros filamentos de ADN, en la década de 1970, los investigadores comprendieron el profundo significado de los análisis genéticos para una amplia gama de investigaciones médicas y biológicas.

La secuenciación de ADN se utiliza para identificar formas de vida; para estudiar cómo los diferentes organismos estan relacionados  y su evolución; para detectar enfermedades genéticas en los individuos con el fin de desarrollar tratamientos farmacéuticos para enfermedades. Incluso se utiliza en la lucha en contra de crimenes. Ahora, gracias a un experimento recientemente enviado a la Estación Espacial Internacional, puede ser posible hacer todas estas cosas en el espacio.

El 20 de julio de 2016, la nave SpaceX Dragon de abastecimiento llegó a la EEI (Estación Espacial Internacional) con miles de libras de suministros. Entre los elementos que llevaba a bordo se encontraba un secuenciador manual de ADN denominado “MinION.”

Desarrollado por Oxford Nanopore Technologies, MinION funciona muy bien en la Tierra. Mediante el estudio que se realizará con el Secuenciador Biomolecular (Biomolecule Sequencer, en idioma inglés) de la NASA se investigará si funciona tan bien en condiciones de microgravedad.

Kristen John del Centro Espacial Johnson (Johnson Space Center, en idioma inglés) de la NASA, dice: “El objetivo es tomar una técnica muy utilizada aquí en la Tierra y ponerla a prueba en el ambiente de vuelo espacial de la EEI, de modo que un día pueda ser usada en aplicaciones relacionadas con la salud tripulaciónes e incluso en la detección de vida en Marte”.

La secuenciación de ADN nunca se llevó a cabo en el espacio y, si la investigación con el Secuenciador Biomolecular tiene éxito, podría ser importantísimo.

Sarah Castro-Wallace del Centro Espacial Johnson menciona algunos de sus usos:

“En el pasado, hemos observado el crecimiento de hongos en la EEI, y queremos identificar ese hongo sin tener que llevar una muestra a la Tierra”, señala. “¿Será benigno o es algo por lo que tenemos que preocuparnos? Si sabemos de qué se trata los microbiólogos pueden recomendar una mejor manera de lidiar con el tema”.

La EEI es una nave espacial autosuficiente que lenta e inevitablemente acumula los microbios que han llegado a bordo con los astronautas y que están sobre las superficies de las provisiones, dentro de los alimentos; es una especie de zoológico de microbios. Un secuenciador de ADN puede ayudar a identificar esos microbios y hacer pruebas vinculadas con la calidad del aire y del agua.

Castro-Wallace dice: “Alrededor del 85% del agua en la estación espacial es reciclada; se usa orina, agua de la condensación, del sudor, de todo. ¿El agua procesa hasta el punto en que queda libre de microbios? Queremos saber en tiempo más real si ese procesador de agua está funcionando correctamente”.

El investigador principal Aaron Burton del Centro Espacial Johnson destaca que los astronautas mismos podrían beneficiarse de la secuenciación: “Se puede observar el ADN en busca de cambios permanentes, los efectos a largo plazo de los vuelos espaciales en el ADN, pero también observando el ARN se puede ver cómo el cuerpo humano u otros organismos están reaccionando en tiempo real”.

Durante la investigación con el Secuenciador Biomolecular, los miembros de la tripulación secuenciarán el ADN de bacterias, virus y roedores a partir de muestras preparadas en la Tierra, las cuales poseen características genómicas conocidas. Los investigadores en la Tierra llevarán a cabo experimentos paralelos y relacionados con el fin de evaluar cuán bien está funcionando el sistema.

El secuenciador de ADN recibe poder por medio de un USB y es  aproximadamente del tamaño de una pequeña barra de chocolate - es muy pequeño comparado con los grandes secuenciadores de tamaño de hornos de microondas utilizados en la Tierra. Castro-Wallace dice: “La mayoría de los secuenciadores de los laboratorios terrestres implican óptica, fluorescencia, láseres y otros componentes sensibles a la vibración que no son adecuados para los vuelos espaciales o para la microgravedad. Además, consumen una enorme cantidad de energía”.

MinION, por el contrario, tiene un mínimo de partes móviles y se conecta directamente a una laptop o a una tablet, que suministran energía al dispositivo y recopila los datos de secuenciación. A diferencia de los instrumentos terrestres, cuyo proceso de secuenciación puede tardar días, los datos de este dispositivo están disponibles casi en tiempo real; el análisis se puede iniciar dentro de 10-15 minutos despues de la aplicación la muestra.

Burton señala: “La estación espacial y la Tierra están en extremos opuestos de un proceso gravitacional continuo , así que si el dispositivo funciona en la Tierra y en condiciones de microgravedad, entonces debería funcionar en cualquier ambiente, como un asteroide o Marte”.

¡Que comience la secuenciación!

Para obtener actualizaciones desde la Estación Espacial Internacional, visite: www.nasa.gov/station.

Para obtener más información sobre ciencias terrestres, en la órbita y más allá, visite: ciencia.nasa.gov.