CRISPR / Cas-järjestelmän kyky tallentaa tietoja auttoi anturia muodostamaan bakteereista, joka pystyi tallentamaan seurantatiedot omaan DNA: han.
CRISPR / Cas-geenin modifiointijärjestelmän käyttö auttoi "täydentämään" bakteerisoluja mekanismilla ympäristön tilan rekisteröimiseksi. Tämä tekee heistä eläviä antureita, jotka seuraavat ekosysteemien ja ihmisten tilaa. Harris Wang ja hänen kollegansa New Yorkin Columbian yliopistosta puhuivat uudesta työstään Science-lehden julkaisemassa artikkelissa.
Avattu vasta XXI-vuosisadan vaihteessa. CRISPR / Cas-järjestelmä palvelee bakteereita saamamme immuniteetin analogina: CRISPR-DNA-alueiden kirjasto kerää tietoa solun kohtaamista viruksista, ja Cas-proteiinit työskentelevät sen kanssa ja tunnistavat nopeasti uuden infektion. Tämän järjestelmän elementtien käyttö on avannut aivan uusia näkökulmia organismien geneettiseen muuntamiseen ja antanut sille erityisen nopean kehityksen viime vuosina.
Kuitenkin, jos muuntogeeniset insinöörit käyttävät CRISPR / Cas-kykyä tunnistaa tutkijoiden tarvitsemaa RNA-mallia täydentävät DNA-fragmentit ja leikkaavat ne täsmälleen oikeaan paikkaan, tällä kertaa he olivat kiinnostuneita järjestelmän "kirjastotoiminnoista". "CRISPR / Cas on luonnollinen, biologinen muistilaite", sanoo Harris Wang. "Suunnittelun kannalta se on rakenteeltaan merkittävä, koska se on jo käynyt läpi evoluution, joka on hioutunut kyvystään tallentaa tietoja."
Tutkijat ovat modifioineet bakteereja siten, että ne reagoivat muutoksiin jossakin ympäristötekijässä - esimerkiksi siinä olevan fruktoosin tai kuparin pitoisuudessa - syntetisoimalla lyhyitä fragmentteja DNA-plasmidista. Myös CRISPR / Cas-järjestelmää muokattiin siten, että suuren määrän tällaisten plasmidien ulkonäkö kirjattiin CRISPR-kirjastoon. Jos esimerkiksi kupari ei riittänyt, solu syntetisoi muita plasmideja, jotka "varastoitiin" CRISPR: ään "signaalien" sijaan.
"Tämä lähestymistapa tarjosi vakaan tallennuksen monien päivien ajan ja mittareiden ja ajan tarkan rekonstruoinnin sekvensoimalla CRISPR-sekvenssit", tutkijat kirjoittavat artikkelissa.
Seuraavassa vaiheessa Harris Wang ja hänen kollegansa aikovat testata tällaista järjestelmää suolistosairauksien biomarkkereiden seuraamiseksi ainakin muutaman päivän ajan. "Jos potilas nielaisee tämän bakteerin, se pystyy tallentamaan kaikki muutokset, joita se kokee, läpi koko ruoansulatuskanavan", tutkija sanoo, "paljastamalla aiemmin näkymättömiä, käsiksi pääsemättömiä tietoja."
Sergey Vasiliev
Mainosvideo: