Генетики превратили бактерию в записывающее устройство: видео

Использование системы генной модификации CRISPR/Cas помогло "дополнить" бактериальные клетки механизмом записи состояния окружающей среды. Это позволит сделать из них живые датчики, следящие за состоянием экосистем и человека. О своей новой работе Харрис Ван и его коллеги из Колумбийского университета в Нью-Йорке рассказали в статье, опубликованной журналом Science, передает интернет-издание Naked Science.

Открытая лишь на рубеже XXI века система CRISPR/Cas служит бактериям аналогом нашего приобретенного иммунитета: в библиотеке CRISPR-участков ДНК накапливается информация о вирусах, с которыми клетке доводилось сталкиваться, а Cas-белки работают с ней, быстро распознавая новую инфекцию. Использование элементов этой системы открыло совершенно новые перспективы для генетической модификации организмов и обеспечило ей в последние годы особенно быстрое развитие.

Однако если ГМ-инженеры используют способности CRISPR/Cas распознавать фрагменты ДНК, комплиментарные нужной ученым РНК-матрице, и разрезать их точно в нужном месте, на этот раз их интересовали "библиотечные" функции системы. "CRISPR/Cas - это естественное, биологическое устройство памяти, - говорит Харрис Ван. - С точки зрения инженерии, оно замечательно устроено, поскольку уже прошло через эволюцию, которая отшлифовала его способности хранить информацию".

Ученые модифицировали бактерии так, чтобы те реагировали на изменения какого-нибудь фактора среды - например, содержания в ней фруктозы или меди - синтезируя короткие фрагменты ДНК-плазмиды. Также и система CRISPR/Cas была модифицирована так, что появление большого числа таких плазмид фиксировалось в библиотеке CRISPR. Если, например, меди было недостаточно, то клетка синтезировала другие плазмиды, которые "сохранялись" в CRISPR вместо "сигнальных".

"Этот подход обеспечил стабильную запись в течение многих дней и точную реконструкцию показателей и времени за счет секвенирования последовательностей CRISPR", - пишут ученые в статье.

На следующем этапе Харрис Ван и его коллеги планируют испытать такую систему для мониторинга биомаркеров заболеваний кишечника хотя бы на протяжении нескольких дней. "Если эту бактерию проглотит пациент, то она сможет записывать все изменения, с которыми столкнется, проходя через весь пищеварительный тракт, - говорит ученый, -

Читайте также: Разрабатывается способ борьбы с раком программированием бактерий

Ранее сообщалось, что специалисты Миссурийского университета науки и технологий обнаружили бактерию, которая в процессе жизнедеятельности выделяет водород. Это, убеждены ученые, открывает перспективы для развития энергетики будущего, основанной на сжигании водорода.

Подписывайтесь на аккаунт LIGA.net в Twitter, Facebook и Google+: в одной ленте - все, что стоит знать о политике, экономике, бизнесе и финансах.