Если бы клетки имели возможность бы сообщить, у них была бы настоящая история для сообщения: Их биологический цикл включал бы, какие молекулы они видели проходить мимо, сигнализирующее, что они послали соседям, и как они выросли и изменились. Исследователи не полностью дали клеткам голос, но они сейчас предоставили их собственного рода память — один это создано для регистрации частей их биологического цикла по промежутку нескольких недель.
Новый метод использует берега ДНК, чтобы хранить данные в способе, которым могут тогда просматривать ученые. В итоге это имело возможность перевоплотить клетки в экологические датчики, дав им сказать достаточно их выставки к определенным химикатам, среди вторых заявлений.“Они сделали в самом деле неординарную ДНК превращающего работы в удобочитаемую, перезаписываемую память в живых клетках”, говорит Ахмад Халиль, инженер-биомедик в Бостонском университете, не вовлеченный в новую работу. “Я пологаю, что это – очень холодное новое направление для синтетической биологии для взятия”.В прошлом исследователи перевоплотили клетки в простые датчики способом включения или от производства протеинов в ответ на стимул.
Но любой выключатель имел возможность делать запись только одних несложных данных — была ли клетка выставлена стимулу — не продолжительность или величина этой выставки. И если бы клетка погибла, то информация — закодированный в протеине — была бы потеряна.
“Мы хотели совокупность, которой будет легче увеличить масштаб для сбора больше чем одних данных”, говорит синтетический биолог Тимоти Лу из Массачусетского технологического университета в Кембридже. “Так, мы начали, как инженеры, думающие о том, на что будет похожа идеальная совокупность памяти”.Бригада лютеция уладила на биологической программе, переписывающей ДНК живой клетки тогда как чувства клетки сигнал — от вспышки света к присутствию химиката. В то время как ДНК поменяна, информационные остатки, включенные в генофонд, даже в том случае, если клетка умирает. Способом упорядочивания генов популяции клеток, что все содержат программу, исследователи могут узнать длительность и величину сигнала: Чем больше клеток имеет генетическую мутацию, тем более сильный или более продолжительный сигнал был.
Подход, названные Синтетические сотовые рекордеры, объединяющие биологические события (SCRIBE), сохраняет надежду на retrons — которые составляют генетическую совокупность, найденную конечно у некоторых бактерий, что создаёт одноцепочечную ДНК, которую бактерии как правило используют для изменения их хозяина. Бригада лютеция начала с бактериальных клеток и вложенный retron, что был бы включен — производство неповторимой ДНК — только в ответ на определенный стимул как химикат. В то время как клетка находится на протяжении копирования его генофонда, новая ДНК тогда заменила бы фактически подобный существующий сегмент гена в клетке, поменяв его мало.
Лютеций проверил ПИСЦА на клетках, которые он спроектировал для ощущения света, к тому же вторых, ответивших на неспециализированный биологический реактив. В одном случае он сделал память особенно легкой прочесть разработкой клетки для видоизменения гена устойчивости к антибиотику в ответ на свет. Тогда как клетки были тогда выращены в присутствии антибиотика, исследователи имели возможность безотлагательно видеть, какие клетки содержали новый ген. Результаты были обоснованы способом упорядочивания геномов бактерий.
Но ПИСЕЦ, обрисованный онлайн сейчас в Науке, мог быть создан, чтобы почувствовать другие стимулы и позвать любую желаемую генетическую мутацию в ответ.“Существует связка возможного применения этой совокупности”, говорит Лу. “Любой – свойство сделать долгосрочную регистрацию экологии клетки”. К примеру, он говорит, живые клетки вероятно было покинуть в области воды в течении семи дней, позже собрались. Упорядочивание ДНК от клеток имело возможность тогда показать, были ли клетки выставлены определенным бактериям или токсинам в воде.
ПИСЕЦ имел возможность также быть благом для основных исследователей, додаёт Лу. “в течении развития, когда Вы идете от единственной клетки до многоклеточного организма, каждая клетка сталкивается с различными сигналами”, говорит он. ПИСЕЦ имел возможность дать исследователям делать запись того, с чем каждая клетка столкнулась для ее судьбы.“Что имеется громадным рогатым скотом об этой стратегии, то, что у Вас имеется намного больше разнообразия и гибкости, чем другие методы для предоставления памяти клеток”, говорит Халиль.
По причине того, что ученые могут выбрать стимул — или многократные различные стимулы — что они хотят, чтобы клетка делала запись, к тому же какое генное изменение они хотят использовать в качестве маркера, возможности для заявлений широки, говорит он.