211service.com
Forskere brukte CRISPR for å sette en GIF i en levende organismes DNA
Harvard-forskere brukte CRISPR-genredigeringssystemet for å sette inn denne GIF-en til en galopperende hest og rytter i DNAet til levende bakterier.
Løftet om å bruke DNA som lagring betyr at du kan tenkes å lagre hvert bilde du noen gang har tatt, hele iTunes-biblioteket ditt og alle 839 episoder av Doctor Who i et lite molekyl som er usynlig for det blotte øye – med god plass til overs.
Men hva om du kunne holde all den digitale informasjonen på deg til enhver tid, til og med innebygd i huden din? Harvard University genetiker George Church og teamet hans tror det kan være mulig en dag.
De har brukt genredigeringssystemet CRISPR for å sette inn et kort animert bilde, eller GIF, i genomene til levende Escherichia coli bakterie. Forskerne konverterte de individuelle pikslene i hvert bilde til nukleotider, byggesteinene i DNA.
De leverte GIF-en til de levende bakteriene i form av fem rammer: bilder av en galopperende hest og rytter, tatt av den engelske fotografen Eadweard Muybridge, som produserte de første stop-motion-bildene på 1870-tallet. Forskerne var så i stand til å hente dataene ved å sekvensere bakteriens DNA. De rekonstruerte filmen med 90 prosent nøyaktighet ved å lese pikselnukleotidkoden.
Metoden, detaljert i dag i Natur , er spesifikk for bakterier, men Yaniv Erlich, en dataforsker og biolog ved Columbia University som ikke var involvert i studien, sier at det representerer en skalerbar måte å være vert for informasjon i levende celler som til slutt kan brukes i menneskelige celler.
Den moderne verden genererer i økende grad enorme mengder digitale data, og forskere ser på DNA som en kompakt og varig måte å lagre denne informasjonen på. Tross alt kan DNA fra tusenvis eller til og med hundretusenvis av år siden fortsatt ekstraheres og sekvenseres i et laboratorium.
CRISPR ble også brukt til å kode dette bildet av en hånd inn i et bakteriell genom.
Så langt har mye av forskningen på bruk av DNA til lagring involvert syntetisk DNA laget av forskere. Og denne GIF-en – bare 36 x 26 piksler i størrelse – representerer en relativt liten mengde informasjon sammenlignet med hva forskere så langt har vært i stand til å kode i syntetisk DNA. Det er imidlertid mer utfordrende å laste opp informasjon til levende celler enn syntetisert DNA, fordi levende celler hele tiden beveger seg, endrer seg, deler seg og dør ut.
Erlich sier at en fordel med å være vert for data i levende celler som bakterier er bedre beskyttelse. For eksempel trives noen bakterier fortsatt etter atomeksplosjoner, strålingseksponering eller ekstremt høye temperaturer.
Utover å bare lagre data, sier Seth Shipman, en forsker som jobber i Churchs laboratorium ved Harvard som ledet studien, at han ønsker å bruke teknikken til å lage levende sensorer som kan registrere hva som skjer inne i en celle eller i dens miljø.
Det vi virkelig ønsker å lage er celler som koder for biologisk eller miljømessig informasjon om hva som skjer i dem og rundt dem, sier Shipman.
Selv om denne teknikken ikke vil bli brukt med det første for å laste store mengder data inn i kroppen din, kan den vise seg å være et verdifullt forskningsverktøy. En mulig bruk ville være å registrere de molekylære hendelsene som driver utviklingen av celletyper, for eksempel dannelsen av nevroner under hjernens utvikling.
Shipman sier at du kan deponere disse bakterielle harddiskene i kroppen eller hvor som helst i verden, registrere noe du kan være interessert i, samle inn bakteriene og sekvensere DNA for å se hvilken informasjon som har blitt plukket opp underveis.