Самый маленький в мире регистратор данных из … бактерий.

11

(Чтобы не читать статью — можете посмотреть видео)

Исследователи из Медицинского центра Колумбийского университета превратили естественную бактериальную иммунную систему в микроскопический регистратор данных. Это позволит нам отслеживать иные невидимые изменения в наших телах.

Исследователи в США модифицировали обычный лабораторный штамм вездесущих бактерий Escherichia coli для использования в качестве регистратора данных. Благодаря этому бактерии смогли отслеживать не только свое взаимодействие с окружающей средой, но и другие экологические события в организме.

Американские исследователи использовали технику редактирования гена CRISPR-Cas9, чтобы использовать естественную способность бактерий запоминать генетическую информацию о вирусах. Бактерии имеют «библиотеки» генетических последовательностей, которые помогают идентифицировать инвазивные вирусы. Бактерия копирует эту информацию в сегменты РНК, которые помогают ферментам резки ДНК (эндонуклеаза Cas9) быстро распознавать геномы вируса и разрушать их, прежде чем они смогут нанести какой-либо ущерб.

Это делает технику чрезвычайно полезной как своего рода «молекулярный скальпель». Но в этом случае исследователи обратили внимание на сами библиотеки данных и то, как бактерии запоминают информацию. После тщательного анализа процесса исследователям удалось модифицировать бактерии e. Coli для регистрации изменений в окружающей среде. Исследователи также разработали способ записи времени конкретных изменений.

Благодаря технологии, используемой исследователями, станет возможным использовать бактерии для самых разных задач — от диагностики до мониторинга организма. Эта техника позволит вам отслеживать невидимые изменения другим способом, не нарушая их окружение.

До сих пор эксперименты показали, что модифицированные бактерии могут регистрировать как минимум три разных внешних сигнала одновременно. Кроме того, система может работать несколько дней. «Наш подход обеспечивает стабильную регистрацию информации в течение нескольких дней, а затем их точную реконструкцию», — писали исследователи в публикации престижного журнала Science .

Ученые ранее успешно кодировали информацию в бактериальной ДНК ( короткометражный фильм, который затем воспроизводился из ДНК последующих поколений бактерий ), но теперь впервые технология CRISPR используется для регистрации активности клеток и времени этих событий.

С увеличением количества доказательств, связывающих кишечные микробы с различными заболеваниями — от болезни Паркинсона, до хронической усталости, с рассеянным склерозом — наличие инструментов для детального анализа сложных сред внутри нас неоценимо. «Такие бактерии, проглоченные пациентом, могут регистрировать изменения, которые происходят во всем пищеварительном тракте, получая беспрецедентное понимание ранее недоступных явлений», — сказал Харрис Ван, соавтор публикации.

Columbia University Medical Center Источник и фото: Медицинский центр Колумбийского университета