CRISPR新应用:世界上最小的活“记录仪”

日期: 2017年11月27日


    

导读:哥伦比亚大学医学中心的研究学者在《Science》发表文章,将自然细菌的免疫系统(CRISPR-Cas)整合为一个微观记录仪,创建了一类能满足从疾病诊断到环境监测等需求的新型技术平台。今天,赛业小编为您推荐“CRISPR新应用:世界上最小的活‘记录仪’”,详情如下:

  

“CRISPR作为世界上最小的活‘记录仪’”


研究人员改造普遍存在于人体的肠道微生物,让它们不仅能记录自身与周围环境的相互作用,还能为这些事件贴上时间标签!


“病人只需口服这种细菌,医生就能了解他们的整个消化道,”这篇《Science》文章的通讯作者、病理学、细胞生物学和系统生物学系教授Harris Wang说。这种细菌的其他应用还包括,在不破坏周围环境的情况下,传感生态和微生物资料。


特异性DNA切割活性让CRISPR-Cas系统成为基因治疗研究学者们的宠儿。临床上,利用CRISPR-Cas的基因疗法也在如火如荼地开展。但是,在Wang的一位研究生Ravi Sheth看来,CRISPR-Cas的记录功能绝对是一个潜力股。


“细菌长期与细菌病毒作战后基因组中积累的年代序时记录,即CRISPR位点是个天然生物记忆装置,”Wang说。“从工程角度来看,经历过时间打磨的天然进化过程,使其非常适合用于储存信息。”


它是一个强大工具,但是怎么让活细胞本身来驾驭它呢?


Wang和他的团队改造了一段DNA质粒,让它在响应外部信号时可以创建更多的自身拷贝,同时,使用另一个独立的表达CRISPR-Cas系统组件的质粒驱动记录仪和标记时间。在没有外部信号的情况下,只有记录质粒活动,细胞把这些间隔序列拷贝插入基因组CRISPR位点。当添加外部信号时,另一个质粒也被激活,导致其序列也被加入插入。这样,混合而成的背景序列就富含了时间和信号序列。研究人员可以通过检查细菌的各个CRISPR位点,用计算机工具读取细胞都经历了什么。


文章证明,该系统至少能处理三个同步信号并储存3天的数据信息。


生物学家曾利用CRISPR把诗歌、书籍和图片转换为DNA记录,如今,在Wang和他的团队首次实现了用CRISPR记录细胞活动以及这些活动的时间顺序!


来源:生物通——由赛业生物科技有限公司转载发布

  

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