Sposobnost sistema CRISPR / Cas za shranjevanje informacij je pripomogla, da je iz bakterij ustvaril senzor, ki je lahko zapisoval podatke o spremljanju v svojo lastno DNK.
Uporaba sistema za spremembo gena CRISPR / Cas je pomagala "dopolniti" bakterijske celice z mehanizmom za beleženje stanja okolja. Tako bodo postali senzorji v živo, ki spremljajo stanje ekosistemov in ljudi. Harris Wang in njegovi kolegi z univerze Columbia v New Yorku so o svojem novem delu govorili v članku, ki ga je objavila revija Science.
Odprto šele na prelomu XXI. Sistem CRISPR / Cas služi bakterijam kot analog naše pridobljene imunosti: knjižnica regij DNA CRISPR zbira informacije o virusih, s katerimi se je celica srečala, in proteini Cas delujejo z njimi in hitro prepoznajo novo okužbo. Uporaba elementov tega sistema je odprla povsem nove možnosti za gensko spreminjanje organizmov in mu v zadnjih letih omogočila še posebej hiter razvoj.
Če pa GM-inženirji uporabljajo sposobnost CRISPR / Cas, da prepoznajo fragmente DNA, ki dopolnjujejo predlogo RNA, ki jih znanstveniki potrebujejo, in jih razrežejo točno na pravem mestu, so jih tokrat zanimale funkcije "knjižnice" sistema. "CRISPR / Cas je naravna biološka pomnilniška naprava," pravi Harris Wang. "Z inženirskega vidika je izjemno strukturiran, saj je že šel skozi evolucijo, ki je izpopolnila svojo sposobnost shranjevanja informacij."
Znanstveniki so modificirali bakterije, da se odzovejo na spremembe nekega okoljskega dejavnika - na primer vsebnosti fruktoze ali bakra v njem - s sintezo kratkih drobcev DNA plazmidov. Prav tako je bil sistem CRISPR / Cas spremenjen, tako da je bil videz velikega števila takih plazmidov zabeležen v knjižnici CRISPR. Če na primer bakra ni bilo dovolj, je celica sintetizirala druge plazmide, ki so bili namesto "signalnih" "shranjeni" v CRISPR.
"Ta pristop je zagotovil stabilno snemanje več dni in natančno rekonstrukcijo meritev in časa z zaporedjem zaporedij CRISPR," pišejo znanstveniki v članku.
V naslednji fazi Harris Wang s sodelavci namerava vsaj nekaj dni preizkusiti tak sistem za spremljanje biomarkerjev črevesne bolezni. "Če bolnik to bakterijo pogoltne, bo lahko zabeležil vse spremembe, s katerimi se srečuje, in sicer skozi celoten prebavni trakt," pravi znanstvenik, "razkrije prej nevidne, nedostopne podatke."
Sergey Vasiliev
Promocijski video: