과학자들은 많은 미생물을 "세계에서 가장 작은 테이프 레코더"라고 불렀던 것으로 바 꾸었습니다.대장균 박테리아, 연구자들은 박테리아가 환경과의 상호 작용을 기록 할뿐만 아니라 이러한 발생을 타임 스탬핑하도록 박테리아를 동축시킬 수 있다고 말했다.
과학 저널에 11 월 23 일에 발표 된 새로운 연구에서 자세히 설명 된이 작은 "테이프 레코더"는 주변 환경을 방해하지 않으면 서 박테리아 세포를 사용하여 질병을 진단하거나 환경의 변화를 모니터링하는 새로운 종류의 기술을 뒷받침 할 수 있습니다. .
"환자에 의해 삼킨 이러한 박테리아는 전체 소화관을 통해 경험 한 변화를 기록 할 수있어 이전에는 접근 할 수 없었던 현상에 대한 전례없는 견해를 얻을 수 있습니다." 컬럼비아 대학 의료 센터는 성명에서 말했다.
테이프 레코더의 기본 기술은 널리 사용되는 유전자 편집 도구 인 CRISPR입니다. 과학자들이 본질적으로 DNA 서열을 잘라내어 특정 유전자 물질로 대체 할 수있게 해주는이 도구는 원래 박테리아에서 발견되었습니다. CRISPR은 특정 박테리아의 면역 체계의 일부입니다. 침입하는 바이러스로부터 DNA 조각을 복사하여 차후 세대의 박테리아가 후속 공격을 인식하고 억제 할 수 있습니다.
"시스템은 자연적인 생물학적 기억 장치"라고 Wang은 말했다. "엔지니어링은 정보를 저장하는 데 정말 뛰어 나기 위해 이미 진화를 통해 연마 된 시스템이기 때문에 실제로 엔지니어링 측면에서 볼 때 매우 좋습니다."
이 팀의 현미경 레코더는 플라스미드로 알려진 한 쌍의 유전자 운반 구조로 구성됩니다. 첫 번째, "타이밍"플라스미드는 박테리아 DNA의 CRISPR 영역에서 뉴클레오티드라고하는 특정 DNA 분자를 발현함으로써 시간을 표시합니다. 다른 플라스미드는 외부 신호에 반응하여 더 많은 복제물을 생성하도록 수정됩니다. 결과적으로 셀 환경의 변화에 따라 삽입되는 시간 및 신호 시퀀스를 기록하는 백그라운드 시퀀스의 패치 워크가 만들어집니다.
복잡하게 들리면 다음과 같이 생각하십시오. 타이밍 플라스미드는 간격을두고 "A"를 인쇄합니다. 만약 "외부 신호"가 없다면, 과학자들은이 문자열만을 볼 것입니다. 그러나 두 번째 플라스미드가 외부 신호에 의해 켜지면 스탬프가 A의 문자열에 삽입됩니다. 그 문자열에서 두 번째 플라스미드 스탬프가 나타나는 위치에 따라 과학자들은 외부 신호가 언제 발생했는지 추론 할 수 있습니다. 자기 테이프의 데이터 스트라이프와 마찬가지로 과학자들은 계산 도구를 사용하여이를 자세히 분석 할 수 있습니다.
새로운 연구에서 연구원들은이 시스템이 며칠 동안 적어도 3 개의 동시 신호를 기록 할 수 있음을 보여주었습니다. 다음 단계는 목표를 좁히는 것입니다.
왕은“이제 우리는 위장관 시스템 또는 다른 곳에서 자연 또는 질병 상태의 변화에 따라 변할 수있는 다양한 마커를 조사 할 계획”이라고 말했다.
