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Der kleinste Kassettenrecorder der Welt ist lebendig

2019-08-12 0
   
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résuméBildnachweis: Masterchief_Productions / Shutterstock Wissenschaftler haben eine Reihe von Mikroben in das verwandelt, was sie das "kleinste Tonbandgerät der Welt" genannt haben: Indem sie mit den Genen eines gewöhnlichen Laborstamms von Escheric
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Der kleinste Kassettenrecorder der Welt ist lebendig

Der kleinste Kassettenrecorder der Welt ist lebendig



Bildnachweis: Masterchief_Productions / Shutterstock

Wissenschaftler haben eine Reihe von Mikroben in das verwandelt, was sie das "kleinste Tonbandgerät der Welt" genannt haben: Indem sie mit den Genen eines gewöhnlichen Laborstamms von Escherichia coli- Bakterien basteln , sagen Forscher, dass sie in der Lage waren, die Bakterien nicht nur zu überreden. Protokollierung ihrer Interaktionen mit der Umgebung, aber auch Zeitstempelung dieser Vorkommnisse.

Diese winzigen "Tonbandgeräte", die in einer neuen Studie am 23. November in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden, können eine neue Klasse von Technologien unterstützen, die Bakterienzellen zur Diagnose von Krankheiten oder zur Überwachung von Verschiebungen in der Umwelt verwenden, ohne ihre Umgebung zu stören. ..

"Solche Bakterien, die von einem Patienten verschluckt werden, könnten die Veränderungen, die sie durch den gesamten Verdauungstrakt erfahren, aufzeichnen und so eine noch nie dagewesene Sicht auf zuvor unzugängliche Phänomene liefern", sagte der leitende Studienautor Harris Wang, ein Assistenzprofessor in der Abteilung Systembiologie. Columbia University Medical Center, sagte in einer Erklärung .

Die Technologie hinter den Tonbandgeräten ist das beliebte Werkzeug zur Bearbeitung von Genen, CRISPR. Das Werkzeug, mit dem Wissenschaftler im Wesentlichen DNA-Sequenzen herausschneiden und durch spezifisches genetisches Material ersetzen können, wurde ursprünglich in Bakterien entdeckt. CRISPR ist Teil des Immunsystems bestimmter Bakterien - es kann DNS-Fragmente von eindringenden Viren kopieren, damit zukünftige Generationen von Bakterien nachfolgende Angriffe erkennen und zurückweisen können. [10 Erstaunliche Sachen Wissenschaftler haben gerade mit CRISPR getan]

"Das [CRISPR] -System ist ein natürliches biologisches Speichergerät", sagte Wang. "Aus technischer Sicht ist das eigentlich ganz nett, denn es ist bereits ein System, das durch Evolution weiterentwickelt wurde, um Informationen wirklich zu speichern."

Der mikroskopische Recorder des Teams besteht aus einem Paar von Gen tragenden Strukturen, die als Plasmide bekannt sind. Das erste, ein "Timing" -Plasmid, markiert die Zeit, indem bestimmte DNA-Moleküle, die als Nukleotide bezeichnet werden, in der CRISPR-Region der DNA des Bakteriums exprimiert werden. Das andere Plasmid wird modifiziert, um mehr Kopien von sich selbst zu erzeugen, jedoch nur als Reaktion auf ein externes Signal. Das Ergebnis ist ein Patchwork von Hintergrundsequenzen, die Zeit- und Signalsequenzen aufzeichnen, die als Reaktion auf Änderungen in der Umgebung der Zelle eingefügt werden.

Wenn sich das kompliziert anhört, denken Sie es so: Das Timing-Plasmid druckt ein "A" in räumlich getrennten Zeitintervallen. Wenn es kein "externes Signal" gibt, würden die Wissenschaftler nur diese A-Kette sehen. Aber wenn das zweite Plasmid durch ein externes Signal eingeschaltet wird, wird es seinen Stempel in die Kette von A's einfügen. Anhand der Stelle, an der sich der zweite Plasmidstempel befindet, können die Wissenschaftler ableiten, wann das externe Signal stattgefunden hat. Wie die Streifen von Daten auf einem Magnetband können Wissenschaftler dies mit Hilfe von Rechenwerkzeugen weiter analysieren.

In der neuen Studie zeigten die Forscher, dass das System mehrere Tage lang mindestens drei simultane Signale aufzeichnen kann. Der nächste Schritt besteht darin, die Ziele einzuengen.

"Jetzt planen wir, auf verschiedene Marker zu schauen, die unter natürlichen oder Krankheitsveränderungen, im Magen-Darm-System oder anderswo verändert werden könnten", sagte Wang.

Ursprünglich auf Live Science veröffentlicht.

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