Способността на системата CRISPR / Cas да съхранява информация помогна да се направи сензор от бактерии, способен да записва данни за наблюдение в собствената си ДНК.
Използването на системата за модификация на гена CRISPR / Cas спомогна за „допълване“на бактериалните клетки с механизъм за записване на състоянието на околната среда. Това ще ни позволи да направим живи сензори от тях, наблюдавайки състоянието на екосистемите и хората. Харис Уанг и колегите му от Колумбийския университет в Ню Йорк разказаха за новата си работа в статия, публикувана в Science.
Отворен едва в началото на XXI век. Системата CRISPR / Cas служи на бактериите като аналог на нашия придобит имунитет: библиотеката на CRISPR ДНК региони натрупва информация за вируси, които клетката е срещнала, и Cas протеините работят с нея, бързо разпознавайки нова инфекция. Използването на елементи от тази система отвори напълно нови перспективи за генетичната модификация на организмите и й осигури особено бързо развитие през последните години.
Ако обаче GM инженерите използват способността на CRISPR / Cas да разпознават фрагменти от ДНК, допълващи RNA шаблона, от които се нуждаят учените, и да ги изрязват точно на точното място, този път те се интересуваха от функциите на „библиотеката“на системата. „CRISPR / Cas е естествено устройство с биологична памет“, казва Харис Уанг. "От инженерна гледна точка тя е удивително структурирана, тъй като вече е преминала през еволюция, която е усъвършенствала способността си да съхранява информация."
Учените са модифицирали бактериите, така че да реагират на промени в някакъв фактор на околната среда - например съдържанието на фруктоза или мед в нея - чрез синтезиране на къси фрагменти от ДНК плазмиди. Също така системата CRISPR / Cas беше модифицирана, така че появата на голям брой такива плазмиди беше записана в библиотеката CRISPR. Ако например медта не беше достатъчна, тогава клетката синтезира други плазмиди, които се „съхраняват“в CRISPR вместо „сигнални“.
„Този подход осигурява стабилен запис в продължение на много дни и точна реконструкция на метрики и време чрез секвениране на последователностите CRISPR“, пишат учените в статията.
В следващата фаза Харис Уанг и колегите му планират да тестват такава система за наблюдение на биомаркери на чревни заболявания поне за няколко дни. „Ако тази бактерия бъде погълната от пациент, тя ще може да регистрира всички промени, които среща, преминавайки през целия храносмилателен тракт“, казва ученият, „разкривайки невидими досега, недостъпни данни“.
Сергей Василиев
Промоционално видео: