24.11.2017
Редакция Naked Science

Ученые превратили бактерию в записывающее устройство

Способности системы CRISPR/Cas сохранять информацию помогли сделать из бактерии датчик, способный записывать данные мониторинга в собственную ДНК.

bacter
©Wikipedia

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 (Harris Wang) и его коллеги из Колумбийского университета в Нью-Йорке рассказали в статье, опубликованной журналом Science.

 

Открытая лишь на рубеже XXI в. 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.

 

©Columbia Medicine

 

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, – открывая прежде невиданные, недоступные данные».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

20 октября
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

Позавчера, 16:51
Мария Осетрова

Не претендуя на абсолютную точность, новая численная оценка открывает дополнительные возможности для экспериментальной проверки.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

20 октября
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: