Znanstvenici su pretvarali gomilu mikroba u ono što su nazvali "najmanjim magnetofonom na svijetu", "vežući se s genima običnog laboratorijskog sojaEscherichia coli bakterija, istraživači kažu da su uspjeli uvući bakterije u ne samo bilježenje interakcija s okolinom, već i vremenski označavajući ove pojave.
Ovi maleni "magnetofoni" - koji su detaljno opisani u novoj studiji objavljenoj 23. studenoga u časopisu Science - mogu pomoći u podupiranju nove klase tehnologija koje pomoću bakterijskih stanica dijagnosticiraju bolest ili prate promjene u okolini, a sve to ne narušavajući njihovo okruženje ,
"Takve bakterije, progutane od strane pacijenta, mogle bi zabilježiti promjene koje dožive kroz cijeli probavni trakt, pružajući neviđen pogled na prethodno nepristupačne pojave", rekao je viši autor studije Harris Wang, docent na katedri za biologiju sustava na Medicinski centar Sveučilišta Columbia, stoji u izjavi.
Tehnologija koja stoji iza magnetofona popularni je alat za uređivanje gena, CRISPR. Taj alat, koji znanstvenicima omogućuje da istodobno odrežu nizove DNK i zamijene ga specifičnim genetskim materijalom, prvotno su otkriveni u bakterijama. CRISPR je dio imunološkog sustava određenih bakterija - on može kopirati isječke DNA iz invazivnih virusa kako bi buduće generacije bakterija mogle prepoznati i odbiti kasnije napade.
"Sustav je prirodni uređaj za biološku memoriju", rekao je Wang. "Iz inženjerske perspektive to je zapravo prilično lijepo, jer je sustav koji je evoluiran kroz evoluciju, stvarno dobar u pohrani podataka."
Timski mikroskopski rekorder sastoji se od para struktura koje nose gen poznate kao plazmidi. Prvi, "timing" plazmid, označava vrijeme ekspresijom određenih molekula DNA, nazvanih nukleotidi, u CRISPR području bakterije DNA. Drugi plazmid je modificiran tako da stvara više kopija samog sebe, ali samo kao odgovor na vanjski signal. Rezultat je patchwork pozadinskih sekvenci koje bilježe vremenske i signalne sekvence koje su umetnute kao odgovor na promjene u staničnoj okolini.
Ako vam to zvuči komplicirano, razmislite o tome ovako: Vremenski plazmid ispisuje "A" u razmaku od vremena. Da nema "vanjskog signala", znanstvenici bi vidjeli samo ovaj niz A-ova. Ali ako je drugi plazmid uključen vanjskim signalom, on će svoj žig umetnuti u niz A. Na temelju toga gdje se u tom nizu pojavljuje žig drugog plazmida, znanstvenici mogu zaključiti kada se javio vanjski signal. Poput pruga podataka na magnetskoj vrpci, znanstvenici to mogu dodatno analizirati uz pomoć alata za računanje.
U novoj studiji, istraživači su pokazali da sustav može snimati najmanje tri istodobna signala nekoliko dana. Sljedeći je korak sužavanje ciljeva.
"Sada planiramo razmotriti različite markere koji bi se mogli izmijeniti u skladu s promjenama prirodnih ili bolesnih stanja, u gastrointestinalnom sustavu ili drugdje", rekao je Wang.
