Навигация по сайтуНавигация по сайту

Бактериальный «магнитофон» может хранить данные в ДНК

08 февраля 2018г. в 03:22 | Медицинские новости

Ученые использовали CRISPR для превращения микробов в крошечные записывающие устройства

CRISPR лучше всего известен как основа мощного инструмента для редактирования генов. Но в первую очередь это защита, которую бактерии используют против вирусов. Вдохновленные этой деликатной природной системой, исследователи теперь создали для нее еще одно научное применение - крошечный «магнитофон», который фиксирует биологические сигналы на цепях ДНК бактерий.

Исследователи считают, что этот микробный регистратор может в конечном итоге использоваться для выявления нарушений функций организма, таких как пищеварение; для измерения уровней загрязняющих веществ в океанах; или для обнаружения изменений питательных веществ в почве. Он работает так же, как естественная система CRISPR во многих бактериях и других одноклеточных организмах, за исключением сигналов, которые он обнаруживает.

CRISPR представляет собой последовательность ДНК, которая создает и хранит генетический отчет о вирусах, с которыми сталкивается бактерия, приказывая уничтожить всех, кто ранее пытался заразить бактерию или ее предков. В то время как природная система CRISPR запоминает ДНК вирусов, при новом применении CRISPR может отслеживать (и запоминать!) различные биохимические сигналы. Например, эти бактериальные регистраторы могут обнаружить присутствие сахаров в кишечнике человека, что указывает на инфекцию.

Когда бактерия воспринимает определенный сигнал, она создает много копий того, что называется триггерной ДНК, которые записываются на одном конце её генетической «ленты». Запись продолжает идти и в отсутствие назначенного сигнала, регистрируя «фоновый шум» других фрагментов ДНК, находящихся в клетке. Эти фоновые сигналы служат отметками времени для записи. Ученые Колумбийского университета сообщили об этом в исследовании, опубликованном в декабре прошлого года в Science.

Исследователи предполагают, что несколько миллионов бактерий, снабженных копиями этого инструмента, могут быть помещены в организм человека или в окружающей среде, где они будут пассивно записывать данные до тех пор, пока не будут извлечены из фекалий или образцов почвы и прочтены. В отличие от большинства предыдущих систем биологической памяти, этот полностью зависит от бактерий.

Хотя этот метод был протестирован только в лаборатории, команда показала, что он может непрерывно записывать три разных сигнала в популяции клеток Escherichia coli в течение трех последовательных дней.

По словам Дрю Энди, биолога из Университета Стэнфорда, который не был частью исследования, способность записи уменьшалась со временем. Видимо потому, что работа в качестве магнитофона не дает никаких преимуществ для выживания :-)

Он также отметил, что сигнал должен присутствовать в течение минимум шести часов, чтобы инструмент мог достоверно записать его, что конечно слишком много для обнаружения мимолетных сигналов. Харрис Ванг, биолог из Колумбии и старший научный сотрудник по исследованию, надеется ускорить этот срок в будущем.

Похожие статьи

Вперед Назад

Комментарии

Комментарии отсутствуют

Выберите себе хорошего специалиста!

Понравилось? Поделитесь с друзьями или разместите у себя: