Научници су претворили гомилу микроба у оно што су назвали "најмањим магнетофоном на свету:" Тинкерирајући са генима обичног лабораторијског сојаЕсцхерицхиа цоли бактерије, истраживачи кажу да су успели да наволе бактерије не само да бележе своје интеракције са околином, већ и временски утичу на ове појаве.
Ови ситни "магнетофони" - који су детаљно описани у новој студији објављеној 23. новембра у часопису Сциенце - могу помоћи у подстицању нове класе технологија које користе бактеријске ћелије за дијагностицирање болести или за праћење промена у околини, а све то не нарушавајући њихово окружење .
"Такве бактерије, које пацијент прогута, можда би могле да забележе промене које доживе кроз цео пробавни тракт, дајући невиђен поглед на раније неприступачне појаве", виши аутор студије Харрис Ванг, доцент на катедри за системску биологију на Медицински центар универзитета Цолумбиа, стоји у изјави.
Технологија која стоји иза магнетофона је популарно средство за уређивање гена, ЦРИСПР. Алат који омогућава научницима да истински исцепе низове ДНК и замене га специфичним генетским материјалом, првобитно је откривен у бактеријама. ЦРИСПР је део имунолошког система одређених бактерија - он може копирати исјечке ДНК из инвазивних вируса како би будуће генерације бактерија могле препознати и одбити наредне нападе.
"Систем је природни уређај за биолошку меморију", рекао је Ванг. "Из инжењерске перспективе то је заправо прилично лепо, јер је систем који је током еволуције био изделан да би био заиста сјајан за складиштење информација."
Тимски микроскопски снимач састоји се од пара структура које носе ген познате као плазмиди. Први, „временски“ плазмид, обележава време експресијом одређених молекула ДНК, названих нуклеотиди, у ЦРИСПР региону ДНК бактерије. Други плазмид је модификован тако да ствара више копија самог себе, али само као одговор на спољни сигнал. Резултат је патцхворк позадинских секвенци које бележе временске и сигналне секвенце које се убацују као одговор на промене у окружењу ћелије.
Ако то звучи компликовано, размислите о томе овако: Временски плазмид штампа „А“ у размацима који су истекли. Ако нема "спољног сигнала", научници би видели само овај низ А. Али ако је други плазмид укључен спољним сигналом, он ће свој жиг уметнути у низ А. На основу где се у том низу појављује жиг другог плазмида, научници могу да закључе када се десио спољни сигнал. Као и траке података на магнетној врпци, научници то могу даље анализирати уз помоћ алата за рачунање.
У новој студији, истраживачи су показали да систем може да снима најмање три истовремено сигнала током неколико дана. Следећи корак је сужавање циљева.
"Сада планирамо да размотримо различите маркере који би се могли изменити у складу са променама природних или болесних стања, у гастроинтестиналном систему или негде другде," рекао је Ванг.
