Cercetarea dNA: encodarea înregistrărilor medicale

În 1878, o serie de fotografii ale unui călăreț pe calul său galopant au fost transformate în primul film cinematografic intitulat "Calul Galloping". "

Recent, cercetătorii de la Universitatea Harvard au reușit să recreeze această imagine clasică în ADN-ul bacteriei E. coli.

PublicitatePublicitate

Asta-i drept. Au codificat un film în bacterii.

Imaginile și alte informații au fost deja codificate în bacterii de ani de zile.

Cu toate acestea, cercetătorii de la Harvard au făcut un pas înainte cu instrumentul de editare a genei CRISPR-Cas.

Acest proces permite celulelor să adune informații codificate ADN în mod cronologic, astfel încât să poată crea o memorie sau o imagine, asemănătoare unei camere video.

Cea mai mare cantitate din această lucrare este că sistemul bacterian CRISPR-Cas, pe care l-am folosit aici ca sistem de înregistrare moleculară sintetică, este capabil să capteze și să stocheze în mod stabil cantități practice de date reale ", a spus Jeff Nivala, cercetator in departamentul de genetica la Harvard Medical School, a spus Healthline.

Punctul mai serios al cercetării lor este înregistrarea informațiilor biologice în timp.

Deoarece imaginile video sunt în prezent unul dintre cele mai mari seturi de date, cercetătorii consideră că munca lor pune bazele pentru ca eventual să poată folosi bacteriile ca mini-camere care pot călători în tot corpul, înregistrând informații necunoscute.

Lucrarea lor modifică modul în care sistemele complexe din biologie pot fi studiate. Cercetatorii spera ca inregistratorii de timp sa devina standard in toate biologia experimentala.

În prezent, modul de a obține informații din celule este să le urmăriți sau să le perturbați prin preluarea datelor. Cu înregistratorul molecular, celula își cataloghează propriile date, ceea ce înseamnă că poate progresa și dezvolta fără intervenția cercetătorilor.

PublicitatePrezinta

"Sunt foarte incantata de capacitatea de stocare si de stabilitatea sistemului, care sunt potential foarte mari si lungi", a explicat Nivala. "Acest lucru este important deoarece, pe măsură ce ne bazăm pe munca noastră actuală, sperăm să urmărim fenomene biologice foarte complexe pe perioade lungi de timp. A face acest lucru necesită cu succes cantități mari de spațiu de stocare stabil. "De exemplu, el crede că cercetătorii pot acum să caute modalități de utilizare a tehnologiei pentru utilizări practice, cum ar fi programarea bacteriilor intestinale pentru a înregistra informații despre dieta sau sănătatea ta.

"Medicul dumneavoastră ar putea folosi aceste date pentru a diagnostica și urmări boala", a spus Nivala.

Publicitate

Tehnologia și biologia combinării

În timp ce Nivala crede că aparatele de fotografiat mici care navighează pe corpul nostru și creierul se vor întâmpla în viitor, el spune că ar putea fi un pic mai departe.

Mai ales că mașinile de construcții la scară moleculară reprezintă o provocare.

PublicitatePublicitate

"Realist, suntem, probabil, foarte departe de a avea fiecare celula din creier care inregistreaza activitatea sa sinaptica", a spus el. "Sistemul CRISPR-Cas este procaritar, ceea ce înseamnă că există anumite provocări care trebuie depășite atunci când transferăm aceste gene în celule de mamifere, mai ales când nu știm exact cum funcționează fiecare parte a sistemului CRISPR-Cas în bacterii. "

Cu toate acestea, el crede că atunci când se va întâmpla, se va datora îmbinării biologiei și tehnologiei.

"Cât de mic putem construi un dispozitiv de înregistrare digitală utilizând materiale convenționale precum metalul, plasticul și siliciul? Raspunsul este ca nu suntem nici macar apropiati de realizarea acuratetii si preciziei cu care biologia este capabila sa inginerie dispozitive nanometrice ", a spus Nivala.

Publicitate

Dar nu ar trebui să ne simțim rău în acest sens, a adăugat el.

"Natura nu avea decât un început de câțiva miliarde de ani. De aceea, inginerii se îndreaptă acum spre biologie pentru noi modalități de a construi lucruri la scară moleculară. Iar când construiești tehnologie din biologie, este mult mai ușor să interfaci și să te conectezi cu sistemele biologice naturale ", a spus Nivala.

Este increzator ca aceasta lucrare curenta pune bazele unui sistem de inregistrare biologica pe baza de celule care poate fi cuplat cu senzori care permit sistemului sa simta orice biomolecule relevante.

Codarea informațiilor personale în ADN-ul nostru

Ar putea toate acestea să ducă la codificarea informațiilor în ADN-ul nostru, cum ar fi dosarul nostru medical sau numărul de securitate socială sau detaliile cărții de credit?

într-o oarecare măsură, acest lucru se întâmplă deja la compania de distribuitoare automate Three Market Square din Wisconsin. Aproximativ 50 de angajați ai companiei au acceptat oferta angajatorului lor de a avea un implant microchip electromagnetic în mâinile lor. Îl pot folosi pentru a cumpăra alimente la locul de muncă, pentru a-și conecta calculatoarele și pentru a rula copiatorul.

Seamănă cu o granulă de orez în mărime, cipul este similar cu cipurile implantate în casă pentru identificare și urmărire. Cu toate acestea, acest cip are o distanță de lucru de doar 6 centimetri.

BioHax International, producătorul suedez al chipului, dorește să utilizeze în cele din urmă cipul pentru aplicații comerciale mai largi.

Acesta este doar începutul posibilităților, potrivit lui Nivala, care crede că într-o zi toate datele cele mai importante vor fi stocate în ADN-ul nostru celular.

"Într-un fel, unele dintre ele deja există. Genomele noastre sunt destul de importante. Dar imaginați-vă dacă am putea stoca întregul istoric medical al familiei noastre, imagini și filme de acasă în celulele de celule germinative, care ar putea fi apoi transmise copiilor noștri în genomul lor ", a spus Nivala. "Poate că ai putea să-ți păstrezi rețeta faimoasă de lasagna a mamei tale.Pun pariu că generațiile viitoare ar fi foarte recunoscătoare pentru asta. „