CRISPR / Cas sistēmas spēja uzglabāt informāciju palīdzēja izgatavot sensoru no baktērijām, kas spēj reģistrēt monitoringa datus savā DNS.
CRISPR / Cas gēnu modifikācijas sistēmas izmantošana palīdzēja "papildināt" baktēriju šūnas ar vides stāvokļa reģistrēšanas mehānismu. Tas ļaus mums no tiem izgatavot dzīvus sensorus, novērojot ekosistēmu un cilvēku stāvokli. Hariss Vangs un viņa kolēģi no Kolumbijas universitātes Ņujorkā par savu jauno darbu runāja žurnāla Science publicētajā rakstā.
Atvērts tikai XXI gadsimta mijā. CRISPR / Cas sistēma kalpo baktērijām kā mūsu iegūtās imunitātes analogs: CRISPR DNS reģionu bibliotēka uzkrāj informāciju par vīrusiem, ar kuriem šūna ir saskārusies, un Cas proteīni ar to strādā, ātri atpazīstot jaunu infekciju. Šīs sistēmas elementu izmantošana ir pavērusi pilnīgi jaunas izredzes uz organismu ģenētisko modifikāciju un pēdējos gados ir nodrošinājusi tai īpaši strauju attīstību.
Tomēr, ja ĢM inženieri izmanto CRISPR / Cas spēju atpazīt DNS fragmentus, kas papildina RNS veidni, kas nepieciešama zinātniekiem, un sagriež tos tieši īstajā vietā, šoreiz viņus interesēja sistēmas "bibliotēkas" funkcijas. "CRISPR / Cas ir dabiska, bioloģiska atmiņas ierīce," saka Hariss Vangs. "No inženiertehniskā viedokļa tā ir ievērojami strukturēta, jo tā jau ir piedzīvojusi evolūciju, kas ir uzlabojusi spēju uzglabāt informāciju."
Zinātnieki ir modificējuši baktērijas tā, lai tās, reaģējot uz izmaiņām kādā vides faktorā - piemēram, fruktozes vai vara saturā -, sintezējot īsus DNS plazmīdu fragmentus. Arī CRISPR / Cas sistēma tika modificēta tā, ka liela skaita šādu plazmīdu parādīšanās tika reģistrēta CRISPR bibliotēkā. Ja, piemēram, ar vara nepietika, šūna sintezēja citas plazmīdas, kuras “signālu” vietā “glabāja” CRISPR.
"Šī pieeja nodrošināja stabilu reģistrēšanu daudzu dienu laikā un precīzu metrikas un laika rekonstrukciju, sekvencējot CRISPR sekvences," rakstā raksta zinātnieki.
Nākamajā fāzē Hariss Vangs un viņa kolēģi plāno pārbaudīt šādu sistēmu, lai vismaz dažas dienas uzraudzītu zarnu slimības biomarķerus. "Ja pacients norīs šo baktēriju, tad tā varēs reģistrēt visas izmaiņas, ar kurām tā sastopas, izejot cauri visam gremošanas traktam," saka zinātnieks, "atklājot iepriekš neredzētus, nepieejamus datus."
Sergejs Vasiļjevs
Reklāmas video: