Gli scienziati hanno utilizzato CRISPR per memorizzare una GIF all'interno del DNA di una cellula vivente

Eadweard Muybridge è stato un pioniere sia del cinema antico che dell'osservazione scientifica. La sua iconica clip di un cavallo al galoppo è stata notoriamente usata per stabilire una scommessa sul fatto che l'animale sollevava tutti e quattro gli zoccoli da terra quando era in movimento.

Più di 130 anni dopo questa svolta, Muybridge è al centro di un altro dato che gli scienziati hanno codificato con successo questo film iconico nel DNA delle cellule viventi. Il risultato è una cosiddetta GIF organica, ed è il primo passo verso ciò a cui i ricercatori si riferiscono come un registratore molecolare, in grado di esistere, osservare e acquisire informazioni all'interno delle cellule viventi.

come ottenere il simbolo del grado su mac

Vedi le relative Pasta mutaforma si disimballano nel piatto Il cervello inizia a mangiare da solo quando non riesce a dormire Secondo studi preoccupanti, il controverso strumento di modifica genetica CRISPR potrebbe provocare il cancro

Vogliamo trasformare le cellule in storici, ha spiegato il neuroscienziato Seth Shipman, genetista della Harvard Medical School. Immaginiamo un sistema di memoria biologica che sia molto più piccolo e più versatile delle tecnologie odierne, che terrà traccia di molti eventi in modo non intrusivo nel tempo.

Utilizzando la tecnologia di editing genetico CRISPR, gli scienziati finanziati dal National Institutes of Health (NIH) si sono proposti di dimostrare che qualsiasi informazione sequenziale arbitraria - non solo informazione genetica - potrebbe essere codificata in un genoma. Lo hanno fatto prima con una singola immagine, di una mano umana e con l'aiuto delle difese immunitarie di un batterio.

come cercare su pluto tv

(Sopra: a sinistra c'è l'immagine di una mano umana, che è stata codificata in nucleotidi e catturata dal sistema di adattamento CRISPR-Cas nei batteri viventi. A destra c'è l'immagine dopo più generazioni di crescita batterica, recuperata sequenziando i genomi batterici . Credito: Seth Shipman)

Quando un batterio viene attaccato da un virus, le sue cellule producono enzimi per tagliare ed elaborare il codice genetico del virus. Lo fa per ricordare l'invasore, prendendo una parte del codice genetico del virus e aggiungendolo al proprio genoma, come mettere la testa alle picche. Con il passare del tempo, il genoma del batterio cresce, viene aggiunto più codice genetico dei virus e più teste vengono impilate sul luccio.

Shipman ei suoi colleghi hanno violato questo processo utilizzando il sistema CRISPR. CRISPR-Cas9 è la proteina nel sistema immunitario dei batteri che taglia il codice genetico del virus, mentre Cas1 e Cas2 sono le proteine ​​che inseriscono il DNA virale nel genoma. Fondamentalmente, queste proteine ​​aggiungono il DNA nell'ordine in cui si incontrano, il che significa che gli scienziati potrebbero alimentare i filamenti sintetici di DNA di E. Coli, appositamente progettati con informazioni sequenziali, che possono quindi essere decodificate e trasformate in un'immagine o in una serie di fotogrammi. in un'animazione. Per ulteriori informazioni, leggi la nostra spiegazione completa su CRISPR.

Vedi le relative Pasta mutaforma si disimballano nel piatto Il cervello inizia a mangiare da solo quando non riesce a dormire Secondo studi preoccupanti, il controverso strumento di modifica genetica CRISPR potrebbe provocare il cancro

Sebbene codificare un cortometraggio in DNA sia impressionante, gli scienziati non hanno intenzione di creare un qualche tipo di app Netflix a livello cellulare. La clip di Muybridge ha lo scopo di mostrare la portata del sistema CRISPR per trasformare le cellule viventi in dispositivi di registrazione, estraendo informazioni dall'ambiente circostante e mantenendo una registrazione sequenziale all'interno del loro genoma. Questo potrebbe essere utilizzato in qualsiasi cosa, dalla modellizzazione delle malattie al monitoraggio del livello di inquinanti nel suolo.

Un'applicazione particolarmente interessante è la neurologia. Shipman si è formato come neurologo e ritiene che la tecnologia potrebbe svolgere un ruolo importante nel modo in cui i ricercatori svelano i misteri del cervello, registrando l'attività e lo sviluppo del cervello dall'interno del cervello. Mentre le tecniche cinematografiche di Muybridge consentivano agli esseri umani di vedere ciò che era impercettibile all'occhio umano, anche i registratori molecolari potevano darci un'idea di ciò che è stato finora nascosto.

come spostare la posizione di backup di iTunes?

Vogliamo utilizzare i neuroni per registrare una storia molecolare del cervello attraverso lo sviluppo, ha detto Shipman. Un tale registratore molecolare ci consentirà di raccogliere dati da ogni cellula del cervello contemporaneamente, senza la necessità di accedere, di osservare direttamente le cellule o di interrompere il sistema per estrarre materiale genetico o proteine.

Mentre la GIF di Muybridge è la prima volta che un film è stato codificato nel DNA di cellule viventi, altri scienziati hanno già trattato i circuiti genetici come file ZIP organici. A marzo, una coppia di ricercatori del New York Genome Center ha pubblicato un rapporto nel Scienza journal, descrivendo i metodi per archiviare file compressi in molecole di DNA.

Con l'aiuto di un algoritmo per tradurre i file in un codice binario che può essere mappato sulle basi nucleotidiche del DNA, i ricercatori sono stati in grado di codificare il totale di sei file: un documento accademico del 1948, una targa Pioneer, un sistema operativo, un virus, il film del 1895Arrivo di un treno alla stazione di La Ciotat... e un buono regalo Amazon da $ 50.