Биологи записали видеоролик в бактериальный геном — Naked Science
5 минут
Редакция

Биологи записали видеоролик в бактериальный геном

Американские генетики сохранили короткий видеоролик в ДНК кишечной палочки: такие данные передаются из поколения в поколение и легко считываются снова.

crispr-wyss_605
©Wikipedia

Гарвардский генетик Джордж Чёрч (George Church) известен коллегам как один из людей, внесших большой вклад в разработку методов секвенирования ДНК и технологий ГМ-модификации CRISPR/Cas9. Знаком он и широкой публике: под его руководством реализуется целая череда интересных и громких научных проектов, включая создание первого организма с полностью синтетическим геномом и даже воскрешение мамонтов. В своей новой работе Чёрч и его коллеги продемонстрировали возможности использовать живые организмы в качестве носителей данных – записав нужную информацию прямо в их геном. Об этом ученые рассказывают в статье, опубликованной журналом Nature.

 

Слева – исходное изображение, справа – реконструированная по данным ДНК, которая передавалась несколькими поколениями бактерий / ©Seth Shipman et al., 2017

 

Стоит вспомнить, что ДНК остается одним из лучших носителей информации, которые нам известны; теоретически грамм ее способен хранить до 455 эксабайт. Поэтому генетики уже не раз демонстрировали перенос данных в последовательность нуклеотидов искусственно синтезированной ДНК. В принципе, сходным образом действуют и живые организмы, бактерии, которые используют систему CRISPR/Cas9 для сохранения в своей ДНК «иммунных воспоминаний» – фрагментов геномов вирусов, с которыми клетке доводилось встретиться.

 

Использовали CRISPR и гарвардские ученые, в сочетании с белками Cas1 и Cas2 вместо привычного для этих целей фермента-нуклеазы Cas9. В цифровом виде были представлены шесть изображений: снимок человеческой руки и пять последовательных фотографий бегущей лошади, сделанных Эдвардом Мейбриджем в 1878 г. Цифровые данные были перекодированы в последовательности нуклеотидов, на основе которых авторы синтезировали ДНК. Этот материал внесли в клетки кишечной палочки, подготовленные электропорацией. Затем в дело вступила система CRISPR.

 

Культивировав клетки, ученые затем выделили ДНК из более чем 600 тыс. клеток. Такое большое количество понадобилось для того, чтобы объединить фрагменты ДНК, включенные в геном в каждом конкретном случае, а также избавиться от ошибок, связанных со сбоями в работе бактериальных систем и просто с мутациями. Реконструкция прошла отлично: Чёрчу и его коллегам удалось успешно реконструировать исходные картинки.

 

Куда приведут такие работы? Появятся ли технологии хранения персональных данных, медицинской истории или просто логов человека в ДНК его клеток? Что из этого будет передаваться по наследству? Будем ли мы записывать книги в геном микробов, чтобы сохранить их на все время существования биосферы?.. Возможно, это дело слишком неопределенного будущего, но уже в ближайшее время очередной необычный проект Чёрча может привести к появлению новых методов генетики и биологии. Легко представить, например, как клетка может быть «оснащена» механизмами записи ключевых событий собственной жизни и развития, так что ученым останется лишь прочесть этот «ДНК-блог».

 

©Harvard University

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 18:50
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

7 часов назад
31 минута
Василий Парфенов

Минувшая неделя озарилась одним из самых впечатляющих достижений человечества — успешной посадкой сложнейшего робота весом более тонны на поверхность другой планеты. Более того, этот процесс впервые снимали на видео сразу несколько камер в высоком разрешении. Опубликованный NASA ролик оказался не только занимательным зрелищем, но и самой настоящей научно-детективной короткометражкой.

Вчера, 19:26
10 минут
Мария Азарова

Исследование предоставило доказательства более плохого состояния костей тех, кто придерживается веганской диеты. Также исследователи обнаружили комбинацию биомаркеров, связанных с питанием, которые могут способствовать здоровью костной ткани.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Вчера, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: