Un nuovo esperimento a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, studia lo sviluppo dei cristalli di proteine per la cristallografia dei neutroni (Perfect Crystals).
La stazione spaziale, con il suo ambiente di microgravità ultra pulito, potrebbe essere il luogo ideale per far crescere cristalli di MnSOD sufficientemente grandi e ordinati per mostrare agli scienziati come funzionano.
L’esperimento Perfect Crystals è iniziato nel laboratorio orbitante della sedicesima missione di rifornimento commerciale di SpaceX (CRS-16) ed è guidato da Gloria Borgstahl, dal tecnico di laboratorio William Lutz e dal dottorando Jahaun Azadmanesh dell’Università del Nebraska Medical Center.
L’esposizione alle radiazioni spaziali può creare pericolosi composti chimici nel corpo chiamati specie reattive dell’ossigeno (ROS).
“Le radiazioni dallo spazio sono un grosso problema, specialmente per i membri dell’equipaggio“, ha detto Azadmanesh. “Il ROS danneggia il nostro DNA e contribuisce allo sviluppo di molte malattie qui sulla Terra, comprese malattie cardiache e il cancro.”
Serve una soluzione rapida
Questa grave minaccia per la salute significa che la NASA deve escogitare modi per proteggere gli astronauti dalle radiazioni. Capire come affrontare il danno da ROS potrebbe anche aiutare gli scienziati a trattare e prevenire i tumori sul nostro pianeta.
La risposta potrebbe venire dal modo in cui i nostri corpi si occupano già della radiazione di basso livello che si insinua attraverso la nostra atmosfera e ci raggiunge sulla Terra. La protezione è fornita da una proteina presente nelle nostre cellule chiamata superossido dismutasi di manganese (MnSOD), che rompe il ROS in sostanze più benigne che il corpo può tranquillamente trattare.
“Tutti sulla Terra sono costantemente bombardati dalla radiazione solare, e la superossido dismutasi ci aiuta a gestirlo”, ha detto Lutz. “Poiché la NASA è dedicata a viaggiare sulla Luna e su Marte, speriamo di aiutare a trovare un modo per proteggere gli astronauti da queste radiazioni dannose, e pensiamo che la superossido dismutasi possa essere d’aiuto.”
Il primo passo è scoprire come funziona MnSOD
Il metodo che il team vuole utilizzare per studiare la struttura atomica di MnSOD è una tecnica molto potente chiamata cristallografia. Per usare la cristallografia, i ricercatori devono impiegare la chimica liquida per ottenere le molecole di MnSOD ed impilarle in modo uniforme, come i mattoni di un muro, fino a formare cristalli simili a un granello di sale. Possono quindi portare i cristalli in uno speciale laboratorio, dove li espongono a intense esplosioni di neutroni e tengono traccia di come i neutroni rimbalzano su di loro utilizzando i rivelatori circostanti. Il modo in cui i cristalli diffrangono i neutroni potrebbe dire ai ricercatori molto sulla forma e la posizione degli atomi nelle pile di MnSOD, fornendo indizi su come funziona.
Il problema è che la crescita di proteine in cristalli grandi e uniformi è difficile da fare sulla Terra. Le vibrazioni delle macchine, la presenza di impurità e persino la gravità possono interferire con la crescita dei cristalli. Di conseguenza, un’imperfezione in un cristallo, come un granello di polvere o di molecole che sono impilate in modo trascurato, può far cadere il modo in cui un cristallo piega i percorsi dei neutroni, producendo risultati inconcludenti.