De UNamur, et SCK CEN en de ULB sturen 1,8 miljoen van deze Bdelloidea raderdiertjes Adineta vaga naar het ISS
@UNamur

Rotifers in Space: Belgische raderdiertjes opnieuw naar het ISS om stralingsweerstand te bestuderen

Dit weekend hebben de Université de Namur, het nucleair studiecentrum SCK CEN en de Université libre de Bruxelles 1,8 miljoen uitgedroogde raderdiertjes naar het ruimtestation ISS gestuurd. Voor het vertrek werd het DNA van de minuscule diertjes beschadigd. De onderzoekers hopen zo meer te weten te komen over hun weerstand voor kosmische straling en de invloed van gewichtsloosheid. Uit een eerder experiment was al gebleken dat gezonde raderdiertjes zich probleemloos kunnen voortplanten in de ruimte.

Precies een jaar geleden werden actieve raderdiertjes in het kader van het project Rotifers in Space (RISE) naar het International Space Station (ISS) gestuurd. Daar bevonden ze zich twee weken lang in een baan rond de aarde, waar ze aan de effecten van de ruimte werden blootgesteld.

Bekijk hier beelden uit "Het Journaal" van de lancering van de raderdiertjes naar het ISS (en lees voort onder de video):

Videospeler inladen...

Na een succesvolle vlucht bekeken de onderzoekers de voortplanting en de genexpressie van de diertjes. Genexpressie betekent dat genen 'zich uitdrukken', actief zijn en aan de cellen het signaal geven om eiwitten aan te maken, bijvoorbeeld wanneer deze nodig zijn om schade aan het DNA, het genetisch materiaal te herstellen.

"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", zei professor doctor Karine Van Doninck van de UNamur en de ULB, de coördinator van het project. 

De Bdelloidea zijn een klasse van rotiferen of raderdiertjes die zich onderscheiden van verwante soorten door hun ongeslachtelijke voortplanting en hun vermogen om te overleven in barre, droge omstandigheden door in een stadium van schijndood te gaan dat bekend staat als anhydrobiose - leven zonder water.  

Uit de eerste, voorzichtige conclusies van het vorige ruimte-experiment blijkt dat gewichtloosheid hun vruchtbaarheid niet beïnvloedt. De raderdiertjes kregen 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, lopen op dit moment nog. We onderzoeken welke molecules werden aangemaakt om te kunnen vergelijken en nagaan of het metabolisme hetzelfde werkt in de ruimte als op de aarde”, zei Van Doninck.

Het doosje waarin 1,8 miljoen raderdiertjes naar het ISS gestuurd zijn.
dva@UNamur

Tweede experiment met beschadigd DNA

Nog voor alle resultaten van het eerste experiment binnen waren, zijn dit weekend 1,8 miljoen uitgedroogde raderdiertjes met een Falcon 9-raket van SpaceX (CRS 21) vanuit het Kennedy Space Center in Florida naar het ISS vertrokken. 

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

"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?" zei onderzoeker Boris Hespeels van UNamur. 

Als de raderdiertjes ook vlot door dit experiment komen, zal dat een schat aan wetenschappelijke informatie opleveren. 

"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, zou kunnen toelaten de weerstand van astronauten tegen kosmische straling te verhogen", zo zei radiobiologe Sarah Baatout van het SCK CEN. 

"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”, voegde haar collega aan het SCK CEN Bjorn Baselet eraan toe. 

Een groep Adineta vaga raderdiertjes.
@UNamur

Ook een derde ruimte-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. 

Daarbij zullen de raderdiertjes buiten aan het internationaal ruimtestation hangen, waar ze zonder bescherming zullen worden blootgesteld aan heel lage temperaturen, een vacuüm omgeving en hoge dosissen ultraviolette en ioniserende straling. 

Ioniserende straling is straling die voldoende energie heeft om een elektron - een negatief geladen deeltje - uit de buitenste schil van een atoom weg te slaan. Daardoor krijgt het atoom een positieve lading, het wordt een ion, het wordt dus geïoniseerd. Vandaar ioniserende straling. Dit soort van straling ontstaat voornamelijk bij radioactiviteit, en ze wordt dan ook vaak - ten onrechte - ‘radioactieve straling’ genoemd. 

Het RISE-project, Rotifers in Space begon toen Karine Van Doninck naar de  UNamur terugkeerde na haar postdoc aan de Harvard University. Ze had daar ontdekt dat raderdiertjes een studiemodel kunnen zijn om de impact van kosmische straling op levende wezens te bestuderen.

Nu wordt dat studiemodel onderzocht in een samenwerking tussen vrouwen en mannen van verschillende instellingen: de biologen Karine Van Doninck (UNamur – ULB) en Boris Hespeels (UNamur), de fysici Stéphane Lucas en Anne-Catherine Heuskin (UNamur), en de radiobiologen Sarah Baatout en Bjorn Baselet (SCK CEN).

Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van de UNamur - SCK CEN. 

Een andere soort raderdiertje uit de Bdelloidea-klasse. Bovenaan zit de kop met aan de mond - helemaal bovenaan - een dubbele krans van trilharen. die dienen om voedsel te vergaren en voor de voortbeweging.
Damián H. Zanette/Public domain

Meest gelezen