A tudósok egy csomó mikrobát átalakítottak a "világ legkisebb magnójává" nevezett mikrobákká úgy, hogy egy általános laboratóriumi törzsEscherichia coli baktériumok, A kutatók szerint képesek voltak rászerezni a baktériumokat arra, hogy nemcsak naplózják a környezettel való kölcsönhatásukat, hanem időben is bélyegzik ezeket az eseményeket.
Ezek az apró "magnók" - amelyeket egy új, a Science folyóiratban november 23-án közzétett tanulmányban részleteztek - segíthetnek olyan technológiák új osztályának alátámasztásában, amelyek baktériumsejteket használnak a betegségek diagnosztizálására vagy a környezetben bekövetkező változások figyelésére, mindezt anélkül, hogy zavarnák a környéket. .
"Az ilyen baktériumok, amelyeket egy beteg lenyel, képesek lehetnek a teljes emésztőrendszeren keresztül tapasztalható változások rögzítésére, példátlan képet adva a korábban elérhetetlen jelenségekről" - mondta Harris Wang, az egyik vezető tanulmány szerzője, az Intézet rendszerbiológiai tanszékének adjunktusa. A Columbia University Medical Center - nyilatkozta.
A magnók mögött meghúzódó technológia a népszerű génszerkesztő eszköz, a CRISPR. Az eszközt, amely lehetővé teszi a tudósok számára, hogy lényegében kiürítsék a DNS-szekvenciákat, és helyettesítsék azokat egy specifikus genetikai anyaggal, eredetileg a baktériumok fedezték fel. A CRISPR az egyes baktériumok immunrendszerének része - képes másolni a betörő vírusok DNS-fragmentumait, így a baktériumok jövő generációi felismerhetik és megcáfolhatják a későbbi támadásokat.
"A rendszer természetes biológiai memória eszköz" - mondta Wang. "Mérnöki szempontból ez valóban nagyon szép, mert ez már egy olyan rendszer, amelyet az evolúció révén csiszoltak, hogy igazán nagyszerű legyen az információk tárolására."
A csapat mikroszkopikus felvevője egy plazmidként ismert génhordozó szerkezetből áll. Az első, egy "időzítő" plazmid azt jelzi az időnek, hogy bizonyos DNS molekulákat, úgynevezett nukleotidokat expresszálnak a baktérium DNS CRISPR régiójában. A másik plazmidot úgy módosítják, hogy további másolatokat készítsen önmagáról, de csak egy külső jelre adott válaszként. Az eredmény egy háttér-sorozat mintája, amely rögzíti az idő és a jel-szekvenciákat, amelyeket a cella környezetében bekövetkező változásokra reagálva illesztünk be.
Ha ez bonyolultnak tűnik, gondolkozzon úgy: Az időzítő plazmid "A" -ot nyomtat elosztott időközönként. Ha nincs "külső jel", a tudósok csak az A sorozatát látnák. De ha a második plazmidot egy külső jel bekapcsolja, akkor beilleszti a bélyegzőjét az A sorozatába. Annak alapján, hogy abban a húrban hol jelenik meg a második plazmid bélyegzője, a tudósok levonhatják a külső jel bekövetkezésének időpontját. A mágnesszalagon található adatcsíkokhoz hasonlóan a tudósok ezt tovább tudják elemezni egy számítási eszköz segítségével.
Az új tanulmányban a kutatók kimutatták, hogy a rendszer több napig legalább három egyidejű jelet képes felvenni. A következő lépés a célok szűkítése.
"Most azt tervezzük, hogy megvizsgáljuk a különböző markereket, amelyek megváltozhatnak a természetes vagy betegség állapotában, a gyomor-bélrendszerben vagy másutt" - mondta Wang.
