Микро-магнитофон внутри бактерии. Как ученые создали живого "диагностика"

Об этом сообщает Science Alert.

Эта технология позволит в будущем создавать совершенные системы диагностики заболевания или мониторинга состояния окружающей среды.

Ученые поместили систему редактирования генов, названной CRISPR-Cas в бактерию Escherichia coli, известную естественной способностью запоминать генетическую информацию о вирусах.

"Система CRISPR-Cas является естественным биологическим запоминающим устройством", - комментирует старший автор исследования биофизик Харрис Ванг.

"С инженерной точки зрения это на самом деле довольно приятно, потому что это система, которая уже была отточена благодаря эволюции, и она действительно великолепна в хранении информации", - добавил он.

Инструмент работает на основе принципа, который наблюдается в бактериях, схожих с Escherichia coli, содержащих что-то вроде "библиотек" генетических последовательностей, которые помогают идентифицировать инвазионные вирусы.

Читатйте также: Ученые впервые "вырезали" ген смертельной болезни. Почему это стало сенсацией

Бактерия копирует эти библиотеки на участки РНК, которые помогают ферментам Cas быстро распознавать вирусные геномы и разрывать их до того, как они смогут причинить вред. Это делает систему похожей на "молекулярный скальпель".

Ученые модифицировали бактерии таким образом, что те стали синтезировать плазмиды-небольшие молекулы ДНК, в ответ на любой стимул, например, присутствие меди или моносахарида фрукози.
Они хранились в те же "библиотеки" и фрагменты вирусов.

Если же бактерия не подвергалась никакому влиянию, она производила особый вид плазмид. Плазмиды выступали в роли "пленки", фиксируя все изменения среды вокруг бактерии, вроде "молекулярного магнитофона".

Когда данные о реакции на раздражители "записались", ученые свели их воедино. На "кассете" было понятно, в какое время какую смесь плазмидов выделяла бактерия (или не выделяла вообще). Таким образом, можно было установить, когда бактерия подвергалась воздействию того или иного вещества.

Следующим шагом станет реагирования на биомаркеры болезней в пищеварительной системе. Такие бактерии, проглоченные пациентом, могут регистрировать изменения, которые они испытывают во всем пищеварительном тракте, что предоставит ученым и врачам новый взгляд на ранее неизвестные явления.

• Ранее группа ученых Гарвардского университета успешно сохранила GIF-картинку (анимированное изображение) в живой бактерии.