Pojawienie się ruchomych obrazów i związana z tym eksplozja świata kina, zdają się być przełomowymi wydarzeniami z nie tak dalekiej przeszłości. Teraz przyszedł czas na nowy wymiar ruchomego obrazu – prawdziwe ruchome obrazy zakodowane w genomie bakterii.

Naukowcom z Harvard Wyss Institute udało się wykorzystać narzędzie do edycji genów – CRISPR-Cas9 – aby przedstawić szereg sekwencji kodujących obraz do genomu populacji E. coli. System CRISPR to naturalny system występujący u bakterii, dzięki któremu bakterie pobierają fragment DNA zakażającego je wirusa i włączają go do swojego genomu, aby zapamiętać wirusa w przypadku kolejnej infekcji. Badaczom udało się przejąć ten system, aby wstawiać różne geny do genomu komórki. Dzięki temu mechanizmowi grupa w Wyss Institute wykazała, że ​​DNA może być syntetycznym surowcem do przechowywania dużych ilości cyfrowych informacji, a nawet obrazów.

Wartości pojedynczych pikseli były przechowywane w kodzie nukleotydowym, chociaż kod obrazu był zbyt duży dla pojedynczego genomu bakterii – w związku z tym wiele populacji E. coli zawierało fragmenty obrazu w swoich genomach. Po wstawieniu do genomu sekwencji ułożonej w odpowiedniej kolejności obraz może zostać zrekonstruowany po sekwencjonowaniu genomu!

Celem naukowców nie było oglądnie „filmów” pochodzących z wnętrza genomu, a stworzenie rejestratora molekularnego zbierającego dane o zmianach i rozwoju komórek. Przygotowanie takich komórek, które będą przechowywać dane, jest przełomowe: taki rejestrator molekularny pozwolił naukowcom, na przykład, podążać za wszystkimi decyzjami rozwojowymi podejmowanymi przez różnicujący się neuron – rozpoczynając od wczesnej komórki macierzystej do wysoce wyspecjalizowanej komórki w mózgu, co pozwoli lepiej zrozumieć funkcjonowanie mózgu!

 

Polecamy źródła:

Taking cells out to the movies with new CRISPR technology

https://harvardmagazine.com/2014/09/synthetic-biologys-new-menagerie

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5842791/

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-07/niom-srm071217.php