DNA Tutkimus: Harvinaisten tutkijoiden koodaus
Sisällysluettelo:
- Kuinka sitä voitaisiin käyttää ihmisissä
- Yhdistäminen teknologiasta ja biologiasta
- Henkilökohtaisten tietojen koodaus DNA: iin
Vuonna 1878 valokuvien sarjakuvat hänen ratsastavalta hevosestaan muuttuivat ensimmäiseksi elokuvaksi nimeltään "Galloping Horse". "
Hiljattain Harvardin yliopiston tutkijat pystyivät luomaan tämän klassisen liikkuvaa kuvaa bakteerien DNA: han E. coli.
MainosMainosSe on oikein. He koodasivat elokuvan bakteereiksi.
Kuvat ja muut tiedot on jo koodattu bakteereiksi vuosia.
Harvardin tutkijat ovat kuitenkin ottaneet sen askeleen eteenpäin geeninmuokkaustyökalun CRISPR-Cas-järjestelmällä.
MainosTämä prosessi sallii solujen kerätä DNA-koodattuja tietoja kronologisesti, jotta se voi luoda muistin tai kuvan, aivan kuten elokuvakameralla.
"Suurin yritysvastaava on, että bakteerinen CRISPR-Cas -järjestelmä, jota tässä olemme hyödynsi synteettisenä molekyylitallennusjärjestelmänä, kykenee kaappaamaan ja tallentamaan käytännölliset määrät todellisia tietoja", Jeff Nivala, PhD, tutkija Harvardin lääketieteellisen tiedekunnan genetiikan osastolla, kertoi Healthlinelle.
Kuinka sitä voitaisiin käyttää ihmisissä
Nivala ja hänen kollegansa yrittivät esitellä tietoa, joka resonoi yleisöä koodittaen todellisia kuvia ja muutamia klassisen hevoselokuvan kehyksiä.
Tutkimuksen vakavampi asia on biologisten tietojen tallentaminen ajan mittaan.
Koska elokuvat ovat tällä hetkellä yksi suurimmista tietueista, tutkijat uskovat, että heidän työnsä pohjautuvat lopulta siihen, että he voivat käyttää bakteereja mini-kameroina, jotka voivat matkustaa koko kehoon kirjaamalla tuntemattomia tietoja.
Heidän työnsä muuttavat kuinka monimutkaisia biologian järjestelmiä voidaan tutkia. Tutkijat toivovat ajan mittaan, että tallentimet muuttuvat standardiksi kaikissa kokeellisessa biologiassa.
Tällä hetkellä tapa saada tietoja soluista on katsella niitä tai häiritä niitä ottamalla tiedot ulos. Molekyylitallentimen avulla solu luetteloi omat tietonsa, mikä tarkoittaa sitä, että se voi edistyä ja kehittyä tutkijoiden puuttumatta.
MainosMainos"Olen innoissani järjestelmän varastointikyvystä ja vakaudesta, joka voi olla hyvin suuri ja pitkä", Nivala selitti. "Tämä on tärkeää, koska kun rakennamme nykyistä työtä, toivomme jäljittävän erittäin monimutkaisia biologisia ilmiöitä pitkien aikojen ajan. Suorituskyvyn menestys vaatii suuria määriä vakaa säilytystilaa. "
Esimerkiksi hän uskoo, että tutkijat voivat nyt tutkia tapoja käyttää tekniikkaa käytännön käyttötarkoituksiin, kuten ohjelmoimaan suolistosbakteesiasi tietojen tallentamiseen ruokavaliosta tai terveydestä.
"Lääkäri voisi käyttää näitä tietoja diagnosoimaan ja seuraamaan tautia", sanoi Nivala.
MainosYhdistäminen teknologiasta ja biologiasta
Vaikka Nivala uskoo, että pienet kamerat surffailevat kehomme ja aivonsa tapahtuvat tulevaisuudessa, hän sanoo, että se saattaa olla hieman syrjässä.
Erityisesti koska rakennustekniikka molekyylivaa'alla on haaste.
MainosMainos"Todellisuudessa olemme todennäköisesti hyvin kaukana siitä, että jokainen solu aivoissa kirjaa synaptisen aktiivisuutensa", hän sanoi. "CRISPR-Cas-järjestelmä on prokaryoottinen, mikä tarkoittaa, että on olemassa tiettyjä haasteita, jotka on voitettava, kun nämä geenit siirretään nisäkässoluihin erityisesti silloin, kun emme tiedä tarkkaan, kuinka kaikki CRISPR-Cas -järjestelmän osa toimii bakteereissa. "
Hän kuitenkin ajattelee, milloin se tapahtuu, se johtuu biologian ja teknologian liittymisestä.
"Kuinka pieni me voimme rakentaa digitaalisen tallennuslaitteen käyttämällä perinteisiä materiaaleja, kuten metallia, muovia ja piitä? Vastaus on, että emme ole edes lähellä tarkkuuden ja täsmällisyyden saavuttamista, jolla biologia pystyy suunnittelemaan nanomittakaavan laitteita ", Nivala sanoi.
MainosMutta emme saa tuntea huolta tästä, hän lisäsi.
"Luonnolla oli vain muutama miljardi vuotta päähän. Siksi insinöörit ovat nyt siirtymässä biologiaan uusista keinoista rakentaa asioita molekyylivaiheessa. Ja kun rakentaat teknologiaa biologiaan, silloin on paljon helpompaa liittää ja yhdistää luonnon biologisiin järjestelmiin ", Nivala sanoi.
MainosMainosHän on vakuuttunut siitä, että tämä nykyinen työ luo perustan solupohjaiselle biologiselle tallennusjärjestelmälle, joka voidaan liittää antureihin, joiden avulla järjestelmä voi tuntea merkityksellisen biomolekyylin.
Henkilökohtaisten tietojen koodaus DNA: iin
Voisiko tämä kaikki johtaa DNA-koodaukseen, kuten lääketieteellisiin tietoihin tai sosiaaliturvatunnuksiin tai luottokorttitietoihin?
Jossain määrin tämä tapahtuu jo Wisconsinissa sijaitsevan Three Square Marketin myyntiautomaateissa. Noin 50 yrityksen työntekijästä otti vastaan työnantajansa tarjouksen sähkömagneettisesta mikrosirusta, joka istutettiin heidän käsiinsä. He voivat käyttää sitä ostaa ruokaa töissä, kirjautua heidän tietokoneisiinsa ja käyttää kopiokoneita.
Kooltaan suuren riisinjyvän muistuttaen siru on samanlainen kuin leluihin istutetut sirut tunnistamiseen ja jäljittämiseen. Kuitenkin tämän sirun työetäisyys on vain 6 tuumaa.
Sirian ruotsalainen valmistaja BioHax International haluaa lopulta käyttää sirua laajempia kaupallisia sovelluksia varten.
Nivalan mukaan tämä on vain mahdollisuuksien alku, joka uskoo jonain päivänä, että kaikki tärkeimmät tiedot tallennetaan solu-DNA: n sisälle.
"Jokin osa siitä jo on. Meidän genomit ovat melko tärkeitä. Mutta kuvitelkaa, voisimmeko tallentaa koko perheen sairaushistorian, kuvia ja kotivideoita sukusolujen soluihin, jotka voitaisiin siirtää lapsille genomien sisällä ", Nivala kertoo. "Ehkä voisi jopa tallentaa äitisi kuuluisan lasagne-reseptin.Vihaan, että tulevat sukupolvet olisivat hyvin kiitollisia siitä. ”
