Исследователи поменяли простое лабораторное напряжение повсеместной людской кишечной палочки микроба пищеварительного тракта, позволение бактерий к не только делает запись их сотрудничеств с окружающей средой, вместе с тем и додаёт метку времени к событиям.«Такие бактерии, каковые глотает пациент, имели возможность бы быть в состоянии сделать запись изменений, каковые они испытывают через целый пищеварительный тракт, приводя к беспрецедентному представлению о ранее недоступных явлениях», говорит Харрис Ван, доцент в Отделе Патологии и Цитобиологии и Системной биологии в CUMC и ведущем авторе на новой работе, обрисованной в сегодняшней проблеме Науки.
Другие заявления имели возможность включать экологическое ощущение и основные исследования в экологии и микробиологии, где бактерии имели возможность подмечать в других отношениях невидимые изменения, не разрушая их среду.Ван и члены его лаборатории создали микроскопический рекордер данных, использовав в собственных заинтересованностях CRISPR-аварию, иммунную совокупность во многих видах бактерий.
CRISPR-авария копирует отрывки ДНК от вторгающихся вирусов так, чтобы последующие поколения бактерий имели возможность отразить эти вредоносные бактерии действеннее. В следствии размещение CRISPR бактериального генома накапливает хронологический отчет бактериальных вирусов, каковые это и его предки пережили. В то время, в то время, когда те те же самые вирусы пробуют заразить снова, совокупность CRISPR-аварии может признать и устранить их.
«Совокупность CRISPR-аварии – естественное биологическое устройство памяти», говорит Ван. «С технической точки зрения это в конечном итоге достаточно замечательно, по обстоятельству того, что это уже – совокупность, которая была заточена при помощи эволюции, чтобы быть в самом деле сильной в том, чтобы хранить эти».CRISPR-авария как правило использует личные зарегистрированные последовательности, чтобы отыскать и разрезать ДНК поступающих фагов. Специфика данной режущей деятельности ДНК сделала CRISPR-аварию любимым исследователей генотерапии, каковые поменяли его, чтобы внести верные изменения в геномах культивируемых клеток, лабораторных животных, и людей.
В самом деле, более чем дюжина опробований идет на данный момент полным ходом, чтобы лечить различные заболевания через генотерапию CRISPR-аварии.Но Рави Шет, аспирант в лаборатории Вана, видел неосуществленный потенциал в функции записи CRISPR-аварии. «В то время, в то время, когда Вы думаете о записи временно изменяющий сигналы с электроникой или аудиозапись…, это – очень сильная разработка, но мы думали, как Вы имеете возможность измерить это к самим живым клеткам?» говорит Шет.Чтобы выстроить их микроскопический рекордер, Sheth и другие члены лаборатории Вана поменяли часть DNA, названной плазмидой, дав ему свойство создать больше копий себя в бактериальной клетке в ответ на внешний сигнал.
Отдельная плазмида записи, которая ведет рекордер и отмечает время, высказывает компоненты совокупности CRISPR-аварии. В отсутствие внешнего сигнала только плазмида записи активна, и клетка додаёт копии последовательности распорной подробности к размещению CRISPR в его геноме. В то время, в то время, когда внешний сигнал отыскан клеткой, вторая плазмида также активирована, приведя к вставке ее последовательностей вместо этого.
Результат – смесь второстепенных последовательностей, что последовательности сигнала и рекордное время, каковые изменяются в зависимости от среды клетки. Исследователи смогут тогда изучить бактериальное размещение CRISPR и использовать вычислительные аппараты, чтобы прочесть ее запись и выбор времени.Текущая бумага обосновывает, что совокупность может обращаться по крайней мере с тремя одновременными сигналами и отчётом в течение многих дней.
«на данный момент мы планируем взглянуть на различные маркеры, каковые имели возможность бы быть поменяны под изменениями в естественном или больных состояниях в желудочно-кишечной совокупности или в другом месте», говорит доктор Ван.Синтетические биологи ранее использовали CRISPR, чтобы сохранить стихи, книги и изображения в ДНК, но это – первый раз, в то время, в то время, когда CRISPR употреблялся, чтобы сделать запись клеточной деятельности и выбора времени тех событий.