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.
Позавчера, 19:03
8 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

Вчера, 12:30
4 минуты
Сергей Васильев

Астроном-любитель нашел в каталогах звезду солнечного типа, от которой еще в 1970-е на Землю мог прийти знаменитый «внеземной» сигнал.

Вчера, 10:22
5 минут
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Томского политехнического университета разработали уникальный сверхпрочный материал. Из него можно создать укрепляющие плиты для корпуса автомобилей – своеобразный «бронежилет». Также его можно использовать при отделке фасадов зданий и в производстве тротуарной плитки для придания им большей прочности. В отличие от аналогов, разработку впервые создали без дефицитных, дорогостоящих и токсичных материалов.

Позавчера, 19:03
8 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

Позавчера, 14:43
7 минут
Василий Парфенов

Фанаты эпической киноленты «Космическая одиссея 2001 года» могут ликовать: на Земле нашли объект, похожий на показанные в фильме монолиты. Необычный металлический артефакт обнаружили сотрудники Департамента общественной безопасности штата Юта во время рутинного облета территорий.

22 ноября
26 минут
Александр Березин

Планеты вокруг нашего Солнца расположены совсем не так, как в других системах. И это имеет крайне необычные практические последствия: расчеты показывают, что вокруг нашей звезды должны вращаться две потенциально обитаемые планеты, а не одна, как сейчас. Одна из них куда-то бесследно исчезла – и это еще в лучшем случае. Рассказываем, почему так получилось и кто конкретно в этом виноват.

14 ноября
35 минут
Василий Парфенов

На вопрос, кто проживает на дне океана, люди отвечают по-разному. Дети и некоторые взрослые скажут: Губка Боб Квадратные Штаны. Фанаты Лавкрафта благоговейно, но с огоньком в глазах пробормочут нечто вроде «Ктулху фхтагн». А подводники и океанологи задумчиво посмотрят на вопрошающего и, если повезет, расскажут много интересного. Про квакеров, «биоуток», «блуп» и еще Посейдон его знает какие аномальные явления подводного мира.

Позавчера, 19:03
8 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

2 ноября
10 минут
Василий Парфенов

Совсем недавно первые комплекты оборудования Starlink начали поступать простым пользователям, и они уже активно делятся опытом использования. Бета-тестирование под девизом «Лучше, чем ничего» позволяет оценить возможности готовой менее чем на 10% спутниковой группировки. И они впечатляют!

[miniorange_social_login]

Комментарии

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: