Evnen til CRISPR / Cas-systemet til å lagre informasjon bidro til å lage en sensor av bakterier som var i stand til å registrere overvåkingsdata i sitt eget DNA.
Bruken av CRISPR / Cas genmodifiseringssystem bidro til å "supplere" bakterieceller med en mekanisme for registrering av miljøtilstanden. Dette vil gjøre dem til live-sensorer som overvåker tilstanden til økosystemer og mennesker. Harris Wang og hans kolleger fra Columbia University i New York snakket om deres nye arbeid i en artikkel publisert av Science magazine.
Åpnet først ved begynnelsen av det XXI århundre. CRISPR / Cas-systemet tjener bakterier som en analog av vår ervervede immunitet: biblioteket med CRISPR DNA-regioner akkumulerer informasjon om virus som cellen har møtt, og Cas-proteiner jobber med det og gjenkjenner raskt en ny infeksjon. Bruken av elementer i dette systemet har åpnet helt nye perspektiver for genetisk modifisering av organismer og har gitt det en spesielt rask utvikling de siste årene.
Imidlertid, hvis GM-ingeniører bruker evnen til CRISPR / Cas til å gjenkjenne fragmenter av DNA som er komplementære til RNA-malen som forskere trenger, og kutte dem nøyaktig på rett sted, denne gangen var de interessert i systemets "biblioteksfunksjoner". "CRISPR / Cas er en naturlig, biologisk minneenhet," sier Harris Wang. "Fra et teknisk synspunkt er det bemerkelsesverdig strukturert ettersom det allerede har gått gjennom en evolusjon som har finpusset evnen til å lagre informasjon."
Forskere har modifisert bakterier slik at de reagerer på endringer i noen miljøfaktor - for eksempel innholdet av fruktose eller kobber i den - ved å syntetisere korte fragmenter av DNA-plasmider. CRISPR / Cas-systemet ble også modifisert slik at utseendet til et stort antall slike plasmider ble registrert i CRISPR-biblioteket. Hvis for eksempel ikke kobber var nok, syntetiserte cellen andre plasmider som ble "lagret" i CRISPR i stedet for "signal".
"Denne tilnærmingen ga stabil opptak over mange dager og nøyaktig rekonstruksjon av beregninger og tid ved å sekvensere CRISPR-sekvensene," skriver forskerne i artikkelen.
I neste fase planlegger Harris Wang og kollegene å teste et slikt system for å overvåke biomarkører for tarmsykdom i minst noen dager. "Hvis denne bakterien svelges av en pasient, vil den være i stand til å registrere alle endringene den møter, og passere gjennom hele fordøyelseskanalen," sier forskeren, "avslører tidligere usete, utilgjengelige data."
Sergey Vasiliev
Kampanjevideo:
