A CRISPR / Cas rendszer információtárolási képessége elősegítette a baktériumok szenzorának elkészítését, amely képes a megfigyelési adatokat saját DNS-be rögzíteni.
A CRISPR / Cas génmódosító rendszer használata segítette a baktériumsejtek "kiegészítését" a környezet állapotának rögzítésére szolgáló mechanizmussal. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy élő érzékelőket készítsünk belőlük, figyelemmel kísérve az ökoszisztémák és az emberek állapotát. Harris Wang és munkatársai a New York-i Columbia Egyetemről a Science magazin cikkében beszéltek új munkájukról.
Csak a XXI. Század fordulóján nyílt meg. A CRISPR / Cas rendszer a baktériumokat szolgálja megszerzett immunitásunk analógjaként: a CRISPR DNS régiók könyvtárában információkat gyűjtenek azokról a vírusokról, amelyekkel a sejt találkozott, és a Cas fehérjék együtt dolgoznak vele, és gyorsan felismerik az új fertőzést. E rendszer elemeinek használata teljesen új kilátásokat nyitott meg az organizmusok genetikai módosítása szempontjából, és az utóbbi években különösen gyors fejlődést biztosított számára.
Ha azonban a GM-mérnökök a CRISPR / Cas azon képességét használják fel, hogy felismerjék az RNS-sablonnal kiegészített DNS-fragmenseket, amelyekre a tudósoknak szükségük van, és pontosan a megfelelő helyre vágják őket, akkor ezúttal a rendszer "könyvtár" funkciói érdekelték őket. „A CRISPR / Cas egy természetes, biológiai memóriaeszköz” - mondja Harris Wang. "Mérnöki szempontból figyelemre méltóan felépített, mivel már átment egy olyan evolúción, amely csiszolta az információ tárolásának képességét."
A tudósok módosították a baktériumokat, hogy reagáljanak bizonyos környezeti tényezők változásaira - például a benne lévő fruktóz vagy réz tartalmára - a DNS-plazmidok rövid fragmenseinek szintetizálásával. Emellett a CRISPR / Cas rendszert úgy módosították, hogy nagyszámú ilyen plazmid megjelenését rögzítették a CRISPR könyvtárban. Ha például a réz nem volt elegendő, akkor a sejt más plazmidokat szintetizált, amelyeket a CRISPR-ben "szignál" helyett "tároltak".
"Ez a megközelítés sok napos stabil rögzítést és a metrikák és az idő pontos rekonstrukcióját biztosította a CRISPR szekvenciák szekvenálásával" - írják a tudósok a cikkben.
A következő szakaszban Harris Wang és munkatársai egy ilyen rendszer tesztelését tervezik a bélbetegség biomarkereinek legalább néhány napos megfigyelésére. "Ha ezt a baktériumot lenyeli egy beteg, akkor képes lesz rögzíteni az összes változást, amellyel találkozik, átjutva az egész emésztőrendszeren" - mondja a tudós, "korábban nem látott, hozzáférhetetlen adatokat tár fel."
Szergej Vasziljev
Promóciós videó: