Živi „kasetofon“

sn-cellmemoryHModificiranjem DNK, naučnici su pretvorili bakteriju E.coli, koja se u crijevima nalazi, u najmanji „kasetofon“ na svijetu. Novodizajnirani mikrobi su projektirani na takav način da su sposobni dokumentovati i sačuvati uspomene iz njihovog okruženja. Te informacije se mogu kasnije ponovo pozvati (čak i kad ćelije umru zadržavaju te informacije) . Ideja koja stoji iza ovih živi uređaja za čuvanje podataka je da će se jednog dana, oni moći koristiti kao mali zdravstveni monitori ili senzori okoliša. Naučnici su do sad uspješno snimili “sve-ili-ništa” sjećanja, npr. ako su neki specifični stimuli prisutni u okruženju ili ne. Ove digitalne uspomene ne mogu obavijestiti koliko dugo je eksponacija stimulija trajala ili kolika je kolicina stimulija odnosno analogne informacije. Modificirane ćelije , međutim, su sposobne da upravo to urade.

Da biste napravili žive snimatelje uspomena, naučnici iz MIT:a (Massachusetts Institute of Technology) koristili su sekvence DNK pronađenih zvane retroni. Retroni nose genetske informacije za proizvodnju enzima, biološki katalizatora, i predstavljaju jedinstvene sekvence DNK koje se mogu integrisati u genom bakterije. Bakterije obično koriste ove sekvence da bi manipulirale svojim domaćinom.

Istraživači su bili u mogućnosti da retrone, kroz modifikacije DNK sekvence, dizajniraju tako da proizvode jedinstvene DNK sekvence samo kad su određene stimulanse, kao što su svjetlo ili kemijske stimulanse ,prisutne. Ove sekvence, koje su zapravo zapis o iskustvu, se inseriraju na specifična mjesta unutar genoma. “Sekvence možemo inserirati bilo gdje u genomu”, kaže vodeći naučnik Timothy Lu “, što je razlog zašto ove sekvence gledamo kao diktafon, jer mogu biti usmjerene tamo gdje se signal pojavio.

Budući da se sekvenca može prenositi iz generacije u generaciju, “uspomene” se postepeno akumuliraju i ostaju prisutne dok traje životni vijek organizma. Naučnici mogu “izvaditi” ove snimljene informacije kroz sekvenciranje genoma tog organizma.

Naučnici mogu razraditi veličinu i trajanje signala tako da odrede koliko ćelija unutar populacije sadrži novu DNK sekvencu . Što je veći udio ćelija koji imaju snimljene sekvense, to je veća izloženost i trajanje signala.

Krajnji cilj za naučnike je da koriste ovaj sistem kao uređaj za praćenje različitih sredina. Naučnici mogu dizajnirati ćelije tako da reaguju na niz različitih podražaja samim tim je potencijal aplikacije ogroman. Npr. organizmi bi se mogli postaviti u okean da mjere razine CO2 ili zagađenja. Alternativno, mogli bi se koristiti u medicini da prate progresiju bolesti, kao što je recimo širenje raka, tako što bi registrovali stimule koje su lučene od strane oboljelih ćelija.

 

Original članak

 

Posted in biologija, Medicina. Tagged with , , , , , , , , .

Komentariši

Vaša email adresa neće biti objavljivana. Neophodna polja su označena sa *