Gezonde raderdiertjes planten zich ook in de ruimte zonder problemen voort. Dat blijkt uit het experiment dat UNamur en SCK CEN exact één jaar geleden in de ruimte stuurden. Komende zaterdag vertrekken de Belgische raderdiertjes opnieuw naar het ISS. “We stellen hun weerstand 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.
Exact één jaar geleden, december 2019, vertrokken actieve raderdiertjes in het kader van het project Rotifers in Space (RISE) naar het International Space Station (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. Projectcoördinator Prof. dr. Karine Van Doninck (UNamur en ULB) legt uit: “Raderdiertjes zijn microscopisch klein (200 micrometer tot 1 millimeter). 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.” Uit de eerste, voorzichtige conclusies van het vorige ruimte-experiment blijkt dat gewichtloosheid hun vruchtbaarheid niet beïnvloedt. Ze schonken nakomelingen net zoals hun collega’s 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 op dit moment nog lopende. De analyses die eventuele DNA-fouten van de nakomelingen moeten opsporen, zijn op dit moment nog lopende. We onderzoeken welke molecules werden aangemaakt om te kunnen vergelijken en nagaan of het metabolisme hetzelfde werkt in de ruimte als op de aarde”, vervolledigt Karine Van Doninck.
Tweede ruimte-experiment
Nog niet alle resultaten van het eerste experiment zijn binnen of de raderdiertjes gespen zich opnieuw vast voor een tweede ruimtevlucht. Op 5 december 2020 vliegen 1,8 miljoen uitgedroogde raderdiertjes met de raket Falcon 9 van SpaceX (CRS 21) vanuit het Kennedy Space Center in Florida naar het ISS. Met het tweede 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. Onderzoeker Boris Hespeels (UNamur) licht toe: “Na uitdroging en bestraling is het genetisch materiaal volledig beschadigd en zijn de raderdiertjes inactief. 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 ook door dit experiment walsen, levert dat een schat aan wetenschappelijke informatie op. “Raderdiertjes kunnen meer dan 200 keer meer straling verdragen, terwijl hun cellulaire opbouw op die van de mens gelijkt. Inzicht in de onderliggende mechanismen van dat DNA-herstelproces laat toe om de weerstand van astronauten tegen kosmische straling te verhogen”, aldus radiobiologe Sarah Baatout (SCK CEN). Haar collega Bjorn Baselet (SCK CEN) vervolgt: “Het opent de deur naar verdere ruimteverkenning, als onderdeel van het RISE-project. 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.”
Derde experiment gepland
Het derde experiment, dat in 2025 op de planning staat, zal 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.
RISE in een notendop
Hoe kunnen we astronauten in de toekomst beter beschermen tegen de schadelijke en langdurige effecten van gewichtloosheid en hoge dosissen kosmische straling tijdens langdurige ruimtevaartmissies naar de Maan en Mars? Hoe kunnen levende wezens zich in het algemeen beter aanpassen aan extreme omstandigheden? Met het project Rotifers In Space (RISE) willen UNamur en SCK CEN in samenwerking met ULB die diverse vraagstukken oplossen. Concreet nemen de projectpartners het raderdiertje Adineta vaga onder de loep. Het minuscule diertje wordt maximaal 1 millimeter groot en heeft een hogere stralingsweerstand dan de mens of eender welk dier op aarde. Het RISE-projet wil de onderliggende mechanismen van die hogere stralingsweerstand blootleggen.
Dit project is een ongelooflijk verhaal, dat begon toen Karine Van Doninck naar UNamur terugkeerde na haar postdoc aan Harvard University. Ze ontdekte er dat raderdiertjes een studiemodel kunnen zijn om de impact van kosmische straling op het leven te bestuderen. Het studiemodel wordt ingezet in een samenwerking tussen vrouwen en mannen van verschillende instellingen. Biologen Karine Van Doninck (UNamur – ULB) en Boris Hespeels (UNamur), fysici Stéphane Lucas en Anne-Catherine Heuskin (UNamur), en radiobiologen Sarah Baatout en Bjorn Baselet (SCK CEN) slaan de handen in elkaar om dit RISE onderzoeksproject uit te voeren. Het onderzoek zou nooit tot stand zijn gekomen zonder een subsidie van ESA en Belspo (PRODEX) en de technische deskundigheid van Kayser Italia dat de modules levert waarin de raderdiertjes geïntegreerd worden voor hun reis naar de ruimte.
Meer info: http://rotifer-in-space.com/
Bron: SCK CEN
