Voor de allereerste keer heeft DNA sequencing in de ruimte plaatsgevonden. Een mijlpaal, aldus NASA.

Afgelopen weekend hield astronaute Kate Rubins zich aan boord van het internationale ruimtestation bezig met DNA sequencing (zie kader). En met succes. Een mijlpaal. Want in staat zijn om het DNA van levende organismen in de ruimte te ontrafelen, biedt grote mogelijkheden.

Ziekte
Zo kunnen astronauten in de ruimte een bepaalde ziekte diagnosticeren. Of astronauten kunnen microben die in het ruimtestation leven, identificeren en vaststellen of deze een bedreiging vormen voor de gezondheid van mensen. Met name in de toekomst kan DNA sequencing in de ruimte wel eens van levensbelang blijken te zijn, bijvoorbeeld tijdens een lange ruimtereis naar Mars.

DNA sequencing
DNA bevat de instructies voor elke cel in een organisme. Die instructies worden in DNA vertegenwoordigd door de letters A, G, C en T. Het aantal letters en de volgorde van die letters verschilt van organisme tot organisme en kan dus gebruikt worden om verschillende organismen uit elkaar te houden. Tijdens DNA sequencing wordt de volgorde van de letters bepaald en aan de hand daarvan kan dan weer vastgesteld worden tot welke soort de leverancier van dit DNA behoort.

Het kan!
En nu is dus bewezen dat het mogelijk is om DNA in de ruimte te ontrafelen. En dat was niet zo vanzelfsprekend. Rubins gebruikte tijdens het experiment in het ISS een DNA sequencing-apparaat. Dit apparaat stuurt een positieve stroom door nanoporiën in het apparaat heen. Tegelijkertijd beweegt een vloeistof met daarin het DNA-materiaal door het apparaat. Individuele DNA-moleculen blokkeren de poriën en veranderen de stroom op een manier die voor elke DNA-sequentie uniek is. Door te kijken naar die veranderingen, kunnen onderzoekers een bepaalde DNA-sequentie toewijzen aan een bepaald organisme. Maar dit apparaat was nog niet eerder in een ruimte met beperkte zwaartekracht gebruikt. En in zo’n ruimte gelden toch weer andere regels dan op aarde en dus was onduidelijk of het apparaat wel zou werken. Zo stijgen bubbels in de vloeistof op aarde op en kunnen vervolgens verwijderd worden. Maar bubbels in de ruimte zijn minder voorspelbaar. “Als in de ruimte een luchtbubbel ontstaat, weten we niet hoe deze zich gedraagt,” vertelt onderzoeker Aaron Burton. “Onze grootste zorg is dat deze de nanoporiën zou blokkeren.”

Rubins testte onder meer weefsels van muizen en DNA van bacteriën en virussen. Het DNA was al op aarde voorbereid. Volgende stap is om ook dat stukje voorbereiding in de ruimte te doen. “Sequencing aan boord maakt het mogelijk voor de bemanning om op elk moment te weten wat er in hun omgeving leeft,” vertelt onderzoeker Sarah Castro-Wallace. “Dat stelt ons op aarde in staat om gepaste actie te nemen: moeten we dit direct opruimen of zal het innemen van antibiotica helpen of niet? We kunnen het ruimtestation nu bevoorraden met desinfecterende middelen en antibiotica, maar zodra onze bemanningen verder reizen dan een baan rond de aarde moeten we weten wanneer we deze kostbare stoffen moeten sparen en wanneer we ze moeten gebruiken.”