Capacitatea sistemului CRISPR / Cas de a stoca informații a contribuit la realizarea unui senzor din bacterii, capabil să înregistreze date de monitorizare în propriul ADN.
Utilizarea sistemului de modificare a genei CRISPR / Cas a contribuit la „suplimentarea” celulelor bacteriene cu un mecanism de înregistrare a stării mediului. Acest lucru îi va face să trăiască senzori care monitorizează starea ecosistemelor și a oamenilor. Harris Wang și colegii săi de la Universitatea Columbia din New York au vorbit despre noua lor lucrare într-un articol publicat de revista Science.
Deschis doar la începutul secolului XXI. Sistemul CRISPR / Cas servește bacteriile ca un analog al imunității dobândite: biblioteca regiunilor ADN CRISPR acumulează informații despre virușii pe care i-a întâlnit celula, iar proteinele Cas lucrează cu aceasta, recunoscând rapid o nouă infecție. Utilizarea elementelor acestui sistem a deschis perspective complet noi pentru modificarea genetică a organismelor și i-a oferit o dezvoltare deosebit de rapidă în ultimii ani.
Cu toate acestea, dacă inginerii GM folosesc capacitatea CRISPR / Cas de a recunoaște fragmente de ADN complementare șablonului ARN de care oamenii de știință au nevoie și le taie exact la locul potrivit, de data aceasta au fost interesați de funcțiile de „bibliotecă” ale sistemului. „CRISPR / Cas este un dispozitiv de memorie naturală, biologică”, spune Harris Wang. "Din punct de vedere al ingineriei, este remarcabil de structurat, deoarece a trecut deja printr-o evoluție care și-a perfecționat capacitatea de a stoca informații."
Oamenii de știință au modificat bacteriile pentru a răspunde schimbărilor unor factori de mediu - de exemplu, conținutul de fructoză sau cupru din acesta - prin sintetizarea fragmentelor scurte de plasmide ADN. De asemenea, sistemul CRISPR / Cas a fost modificat astfel încât aspectul unui număr mare de astfel de plasmide a fost înregistrat în biblioteca CRISPR. Dacă, de exemplu, cuprul nu a fost suficient, atunci celula a sintetizat alte plasmide, care au fost „stocate” în CRISPR în loc de cele „semnalizate”.
„Această abordare a oferit înregistrări stabile pe parcursul mai multor zile și reconstrucție exactă a valorilor și timpului prin secvențierea secvențelor CRISPR”, scriu oamenii de știință în articol.
În faza următoare, Harris Wang și colegii săi intenționează să testeze un astfel de sistem de monitorizare a biomarkerilor bolii intestinului timp de cel puțin câteva zile. „Dacă această bacterie este înghițită de un pacient, atunci va putea să înregistreze toate modificările pe care le întâmpină, trecând prin întregul tract digestiv”, spune omul de știință, „dezvăluind date nevăzute anterior, inaccesibile”.
Serghei Vasiliev
Video promotional:
