Image default
Biologie Cosmos Instellingen Techno telex

Belgische raderdiertjes in ISS moeten stralingsweerstand beter leren begrijpen

Een jaar na hun eerste soortgenoten is een nieuwe lading met 1,8 miljoen uitgedroogde raderdiertjes (Adineta vaga) vertrokken naar het Internationaal Ruimtestation (ISS) met een Falcon 9-raket van SpaceX (CRS 21) vanuit het Kennedy Space Center in Florida. De raderdiertjes kunnen grote dosissen straling aan en kunnen volledig uitdrogen zonder dat ze afsterven. Onderzoek op de eerste lading – gezonde – raderdiertjes toonde al aan dat die zich ook in de ruimte zonder problemen voortplanten. De raderdiertjes die nu naar het ISS gestuurd worden hebben beschadigd DNA. De onderzoekers vragen zich af of ze zich onder extreme omstandigheden toch zullen kunnen herstellen.

De experimenten moeten helpen om in de toekomst langere ruimtereizen mogelijk te maken en om astronauten beter te beschermen tegen de schadelijke en langdurige effecten van gewichtloosheid en hoge dosissen kosmische straling tijdens langdurige ruimtevaartmissies naar de Maan en Mars. Meer algemeen vragen de onderzoekers zich af hoe kunnen levende wezens zich in het algemeen beter aanpassen aan extreme omstandigheden.

“We stellen de weerstand van de raderdiertjes nog meer op de proef door hun DNA vóór vertrek al te beschadigen”, klinkt het bij UNamur, SCK CEN en ULB. Dat doen de projectpartners door ze op aarde te bestralen.

“Raderdiertjes zijn microscopisch klein (200 micrometer tot 1 millimeter)”, zegt projectcoördinator Prof. dr. Karine Van Doninck (UNamur en ULB). “Ze zijn een van de enige diersoorten op aarde, die volledige uitdroging en hoge dosissen straling kunnen overleven. Sommige soorten, zoals de Bdelloidea Adineta vaga, planten zich voort zonder seks. De vrouwtjes klonen zich als het ware.”

Met het nieuwe experiment willen de projectpartners UNamur, SCK CEN en sinds kort ULB weten welk effect gewichtloosheid én straling op het DNA-herstelmechanisme van levende organismen. Voor het vertrek werden de raderdiertjes uitgedroogd en vervolgens bestraald in UNamur.

“Na uitdroging en bestraling is het genetisch materiaal volledig beschadigd en zijn de raderdiertjes inactief” zegt onderzoeker Boris Hespeels (UNamur). “Bij rehydratatie schieten ze als het ware weer wakker en herstellen ze de schade aan hun genetisch materiaal. Doordat raderdiertjes zichzelf klonen, kunnen we er naar ISS sturen en identieke kopieën op aarde houden, die we op hetzelfde moment hydrateren. Dat doen we door hen Belgisch mineraalwater en slasap toe te dienen. Eenmaal terug op aarde kunnen we vergelijken: hebben ze in de ruimte hun DNA even vlot kunnen herstellen als op aarde? Beïnvloeden gewichtloosheid en kosmische straling dat herstelproces? Hoe stellen hun nakomelingen het?”

Als de raderdiertjes levend en gezond uit het experiment komen, levert dat een schat aan wetenschappelijke informatie op. “Raderdiertjes kunnen meer dan 200 keer meer straling verdragen dan wij, terwijl hun cellulaire opbouw op die van de mens gelijkt” weet radiobiologe Sarah Baatout (SCK CEN). “Inzicht in de onderliggende mechanismen van dat DNA-herstelproces laat toe om de weerstand van astronauten tegen kosmische straling te verhogen.”

“Het opent de deur naar verdere ruimteverkenning, als onderdeel van het RISE-project”, vult haar collega Bjorn Baselet (SCK CEN) aan. “Daarnaast kan het ook op aarde zijn nut bewijzen. De bevindingen kunnen leiden tot maatregelen om beroepsmatig blootgestelde personen of kankerpatiënten tijdens hun therapie beter te beschermen tegen de negatieve effecten van hun blootstelling aan straling.”

Exact één jaar geleden, in december 2019, vertrokken al actieve raderdiertjes in het kader van het project Rotifers in Space (RISE) naar het ISS. Ze bevonden zich gedurende twee weken in een baan rond de aarde, waar ze aan de effecten van de ruimte werden blootgesteld. Na een succesvolle vlucht onderzochten de wetenschappers de dieren op het vlak van hun voortplanting en genexpressie.

Uit de eerste, voorzichtige conclusies blijkt dat gewichtloosheid hun vruchtbaarheid niet heeft beïnvloed. Ze schonken nakomelingen net zoals hun soortgenoten op aarde. Doordat ze zich klonen, kopiëren ze ook de mogelijke fouten die tijdens het DNA-herstel zijn ontstaan. “De analyses die eventuele DNA-fouten van de nakomelingen moeten opsporen, zijn nog lopende”, zegt Karine Van Doninck. “We onderzoeken welke molecules werden aangemaakt om te kunnen vergelijken en nagaan of het metabolisme hetzelfde werkt in de ruimte als op de aarde.”

Er staat nog een derde ruimte-experiment op stapel, dat voor 2025 gepland is. Dan willen de onderzoekers nog verder gaan om de extreme weerstand van de raderdiertjes te testen. Zo zullen de raderdiertjes buiten aan het internationaal ruimtestation hangen, waar ze worden blootgesteld, zonder bescherming, aan heel lage temperaturen, een vacuüm omgeving en hoge dosissen ultaviolette en ioniserende straling.

VUB-wetenschapper ontcijfert 450 miljoen jaar oude astronomische cycli aan de hand van muziektheorie

frans

VUB-onderzoek: fysieke rol van vader voor baby is te lang onderschat

frans

Onderzoekers maken inventaris van menselijke resten in Belgische collecties

frans