Мікро-магнітофон всередині бактерії. Як вчені створили живого "діагноста"

Про це повідомляє Science Alert.

Ця технологія дозволить у майбутньому створювати досконалі системи діагностики захворювання або моніторингу стану навколишнього середовища.

Вчені помістили систему редагування генів, названу CRISPR-Cas в бактерію Escherichia coli, відому природньою здатністю запам’ятовувати генетичну інформацію про віруси. 

"Система CRISPR-Cas є природним біологічним запам'ятовуючим пристроєм", - коментує старший автор дослідження, біофізик Харріс Ванг.

"З інженерної точки зору це насправді досить приємно, тому що це система, яка вже була відточена завдяки еволюції, і вона дійсно чудова у зберіганні інформації", - додав він.

Інструмент працює на основі принципу, що спостерігається в бактеріях, схожих з Escherichia coli, які містять щось на кшталт "бібліотек" генетичних послідовностей, які допомагають ідентифікувати інвазійні віруси.

Читатйте також: Вчені вперше "вирізали" ген смертельної хвороби. Чому це стало сенсацією

Бактерія копіює ці бібліотеки на ділянки РНК, які допомагають ферментам Cas швидко розпізнавати вірусні геноми і розривати їх до того, як вони зможуть завдати шкоди. Це робить систему схожою на "молекулярний скальпель".

Вчені модифікували бактерії таким чином, що ті стали синтезувати плазміди, невеликі молекули ДНК, у відповідь на будь-який стимул, наприклад, присутність міді або моносахарида фрукози. 
Вони зберігалися в ті ж "бібліотеки", що і фрагменти вірусів.

Якщо ж бактерія не піддавалася жодному впливу, вона виробляла особливий вид плазмід. Плазміди виступали в ролі "плівки", фіксуючи всі зміни середовища навколо бактерії, на кшталт "молекулярного магнітофона".

Коли дані про реакцію на подразники "записалися", вчені звели їх воєдино. На "касеті" було зрозуміло, в який час яку суміш плазмідов виділяла бактерія (або не виділяла взагалі). Таким чином, можна було встановити, коли бактерія піддавалася впливу тієї чи іншої речовини.

Наступним кроком стане реагування на біомаркери хвороб у травній системі. Такі бактерії, проковтнуті пацієнтом, можуть реєструвати зміни, які вони відчувають у всьому травному тракті, що надасть вченим та лікарям новий погляд на раніше невідомі явища.

• Раніше група вчених Гарвардського університету успішно зберегла GIF-картинку (анімоване зображення) у живій бактерії.