Wraz z promem Atlantis, 19 kwietnia 2002 roku, na Ziemię wróciły pierwsze próbki wyhodowanych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej kryształów biologicznych. Powstałe w warunkach mikrograwitacji kryształy białkowe mają znacznie bardziej uporządkowaną strukturę wewnętrzną niż kryształy hodowane na Ziemi. Dzięki tej cesze można lepiej poznać właściwości budujących je białek. Badanie próbek powstałch na ISS pomoże dr Glorii Borgstahl w badaniach nad rakiem piersi oraz innymi nowotworami i chorobami.

Dr Borgstahl jest biochemikiem na Uniwersytecie w Toledo (stan Ohio). Bada ona proces powstawania komórek rakowych w wyniku wadliwego działania procesu transkrypcji DNA.

Za proces ten odpowiedzialne są białka Rad52 i Replication Protein A (RPA) (białko A replikacji). RPA współdziała z Rad52 i jest odpowiedzialne za kopiowanie łańcucha DNA do nowych komórek oraz naprawę błędów powstałych w tym procesie. Z białkami tymi związane są geny BRCA1 i BRCA2, których mutacje zwiększają u kobiet ryzyko zachorowania na raka piersi.

Aby poznać naturę nowotworu, jak również niektórych innych chorób, naukowcy chcą zbadać strukturę odpowiednich białek. W tym celu muszą utworzyć kryształ niezaczyszczonego białka, który następnie prześwietlą promieniowaniami X. Uzyskują w ten sposób trójwymiarową strukturę białka. Na podstawie tego modelu mogą niekiedy określić, w jaki sposób działa białko, dlaczego nie działa i jak będzie reagować z ewentualnym lekarstwem.

Aby przeprowadzić proces krystalizacji na powierzchni Ziemi naukowcy muszą najpierw otrzymać czyste białko, co samo w sobie nie jest łatwe. Przez dodanie odpowiedniej (innej dla każdego białka) ilości soli usuwają wodę z roztworu białka i wtedy rozpoczyna się proces krystalizacji. Aby wyhodować jak najlepsze kryształy, naukowcy muszą jeszcze wypróbować różne techniki mieszania roztworu.

Mimo stosowania różnorodnych technik tylko niektóre białka tworzą ładne, użyteczne kryształy. Niektóre fromują małe i nieregularne twory a inne w ogóle się nie krystalizują.

Systuacja poprawia się, kiedy próbki (również przy użyciu wielu róznych technik) powstają w przestrzeni kosmicznej w warunkach mikrograwitacji. Białko nie osiada teraz na dnie roztworu a kryształy nie zlewają się z sobą.

Pierwszym sukcesem naukowców było wyhodowanie w przestrzeni kosmicznej kryształów insuliny. Dokonał tego w 1998 roku podczas misji STS-95 John Glenn. Kryształy te były 34 razy większe niż podobne kryształy wyhodowanie na Ziemi i znacznie lepiej uporządkowane.

Borgstahl i jej współpracownicy przeprowadzą teraz analizę przywiezionych przez Atlantisa 35 próbek. Powstawały w nich kryształy enzymu MnSOD, antyutleniacza, który ma związek z cukrzycą, nowotworami i zaburzeniami neurologicznymi.

Dzięki współpracy American Cancer Society i NASA przy badaniach Borgstahl, następne próbki hodowane na ISS będą coraz bardziej przybliżać naukowców do pozania lepszych leków na raka.

Autor

Anna Marszałek