Метод CRISPR известна прежде всего как мощный инструмент для редактирования генов. Однако, в первую очередь, это оружие, которое бактерии используют против вирусов. Ученые, вдохновленные этим нежным, естественным управлением, создали теперь для него новое научное применение – маленький „диктофон”,
который сохраняет биологические сигналы в паутина ДНК бактерий.

Исследователи считают, что этот микробиологический диктофон будет когда-то использован для регистрации нарушений функций организма, таких как пищеварение, для измерения уровня концентрации в океане или для обнаружения изменений концентрации питательных веществ в земле. Работает он очень близок к натуральному системы CRISPR у многих бактерий и других одноклеточных организмов, отличается только wykrywanymi сигналами.

CRISPR-это последовательность ДНК, которая создает и сохраняет генетическое запись вирусов, с которыми встречается бактерия, отправив ей сообщение, чтобы она убить его в случае попытки повторного заражения этой бактерии или ее потомков. Естественная система CRISPR запоминает ДНК вируса, а это новое применение позволяет отслеживать всевозможные сигналы биохимические. Эти бактериальные диктофоны могут, например, обнаружить присутствие сахара fukozy в человеческих кишках, указывая на инфекцию.

Когда бактерия почувствует определенный сигнал, создает несколько копий так называемого ДНА сливного, зарегистрированное на одном из концов генетической „ленты”. Далее лента регистрирует отсутствие этого своеобразного сигнала, сохранив „фоновый шум” в виде других фрагментов ДНК, протекающей
вокруг клеток. Эти сигналы фона, используются в съемках в качестве метки времени.
Ученые из Колумбийского Университета описали результаты своих исследований в статье, опубликованной в декабре прошлого года в журнале Science.

Исследователи предполагают, что несколько миллионов бактерий, оборудованных в копии этого инструмента, можно было бы положить в организме человека или в среде, где в пассивный способ rejestrowałyby запись до того момента, когда они получены из образцов кала или почвы, и можно было бы сделать чтение этой записи. В отличие от большинства предыдущих биологических систем памяти, этот полностью контролируется
через клетки бактерий.

„ДНК сохраняет в ответ на изменения в окружающей среде, в то время как в более ранних работах, мы должны были чем-кто сделал дергать за ниточки –
указывая на возможность записи ДНК”
– говорит Дрю Энди, специалист по синтетической биологии из Стэнфордского Университета,
который не принимал участия в этом исследовании.

Хотя эта техника была исследована
только в лаборатории, команда показала, что позволяла на непрерывную запись трех различных сигналов в популяции клеток Escherichia coli, в течение трех последовательных дней.

Возможность записи уменьшается со временем, вероятно, потому, что не увеличивалось ни в коей мере выживания, — говорит Энди. Кроме того, отмечает, что надежная регистрация сигнала требует его присутствия в течение шести часов. Это может быть слишком долго, чтобы можно было обнаруживать кратковременные сигналы. Харрис Ван, специалист по синтетической биологии из Колумбийского Университета и старший исследователь в этом проекте, надеюсь в дальнейшей работе повысить скорость обнаружения.