Haupt Smartphones Wissenschaftler haben CRISPR verwendet, um ein GIF in der DNA einer lebenden Zelle zu speichern

Wissenschaftler haben CRISPR verwendet, um ein GIF in der DNA einer lebenden Zelle zu speichern



Eadweard Muybridge war ein Pionier des frühen Kinos und der wissenschaftlichen Beobachtung. Sein ikonischer Clip eines galoppierenden Pferdes wurde bekanntermaßen verwendet, um eine Wette zu begleichen, ob das Tier in Bewegung alle vier Hufe vom Boden gehoben hat.

Wissenschaftler haben CRISPR verwendet, um ein GIF in der DNA einer lebenden Zelle zu speichern

Mehr als 130 Jahre nach diesem Durchbruch steht Muybridge im Mittelpunkt eines weiteren, da Wissenschaftler diesen ikonischen Film erfolgreich in die DNA lebender Zellen kodieren konnten. Das Ergebnis ist ein sogenanntes organisches GIF und ist der erste Schritt zu dem, was Forscher als molekularen Rekorder bezeichnen, der in der Lage ist, in lebenden Zellen zu existieren, Informationen zu beobachten und zu erfassen.

wie man in Zwietracht durchstreicht

Siehe verwandte Formwandelnde Pasta packt sich auf dem Teller aus Das Gehirn fängt an, sich selbst zu essen, wenn es nicht schlafen kann Das umstrittene Gen-Editing-Tool CRISPR könnte Krebs auslösen, wie besorgniserregende Studien ergeben

Wir wollen aus Zellen Historiker machen, erklärte der Neurowissenschaftler Seth Shipman, Genetiker an der Harvard Medical School. Wir stellen uns ein biologisches Gedächtnissystem vor, das viel kleiner und vielseitiger ist als die heutigen Technologien, das viele Ereignisse im Laufe der Zeit nicht-intrusiv verfolgt.

Mit der Gen-Editing-Technologie CRISPR versuchten Wissenschaftler, die von den National Institutes of Health (NIH) finanziert wurden, zu beweisen, dass beliebige sequentielle Informationen – nicht nur genetische Informationen – in ein Genom codiert werden können. Sie taten dies zunächst mit einem einzigen Bild einer menschlichen Hand und mit Hilfe der Immunabwehr eines Bakteriums.Hand

(Oben: Links ist ein Bild einer menschlichen Hand, die in Nukleotide kodiert und vom CRISPR-Cas-Anpassungssystem in lebenden Bakterien eingefangen wurde. Rechts ist das Bild nach mehreren Generationen Bakterienwachstum, das durch Sequenzieren von Bakteriengenomen gewonnen wurde Kredit: Seth Shipman)

Wenn ein Bakterium von einem Virus angegriffen wird, produzieren seine Zellen Enzyme, um den genetischen Code des Virus zu zerschneiden und zu verarbeiten. Dies geschieht, um sich an den Eindringling zu erinnern, indem er einen Teil des genetischen Codes des Virus nimmt und ihn seinem eigenen Genom hinzufügt, als würde man Köpfe auf Hechte setzen. Mit der Zeit wächst das Genom des Bakteriums, mehr genetischer Code von Viren wird hinzugefügt und mehr Köpfe werden auf dem Hecht gestapelt.

Shipman und seine Kollegen haben diesen Prozess mit dem CRISPR-System gehackt. CRISPR-Cas9 ist das Protein im Immunsystem der Bakterien, das den genetischen Code des Virus schneidet, während Cas1 und Cas2 die Proteine ​​sind, die die virale DNA in das Genom einfügen. Entscheidend ist, dass diese Proteine ​​die DNA in der Reihenfolge hinzufügen, in der sie angetroffen wird, was bedeutet, dass die Wissenschaftler die synthetischen E.Coli-DNA-Stränge füttern könnten, die speziell mit sequenziellen Informationen entworfen wurden – die dann entschlüsselt und in ein Bild oder eine Reihe von Bildern umgewandelt werden können in einer Animation. Weitere Informationen finden Sie in unserem vollständigen Erklärer zu CRISPR.

So fügen Sie Bots zu Zwietracht hinzu

Siehe verwandte Formwandelnde Pasta packt sich auf dem Teller aus Das Gehirn fängt an, sich selbst zu essen, wenn es nicht schlafen kann Das umstrittene Gen-Editing-Tool CRISPR könnte Krebs auslösen, wie besorgniserregende Studien ergeben

Während es beeindruckend ist, einen Kurzfilm in DNA zu kodieren, planen die Wissenschaftler nicht, eine Art Netflix-App auf Zellebene zu entwickeln. Der Muybridge-Clip soll die Möglichkeiten des CRISPR-Systems zeigen, lebende Zellen in Aufzeichnungsgeräte zu verwandeln, Informationen aus ihrer Umgebung zu ziehen und eine sequentielle Aufzeichnung in ihrem Genom zu führen. Dies könnte für alles verwendet werden, von der Modellierung von Krankheiten bis hin zur Überwachung des Schadstoffgehalts im Boden.

Eine besonders spannende Anwendung ist die Neurologie. Shipman ist ausgebildeter Neurologe und glaubt, dass die Technologie eine wichtige Rolle dabei spielen könnte, wie Forscher die Geheimnisse des Gehirns entschlüsseln – indem sie die Gehirnaktivität und -entwicklung im Gehirn aufzeichnen. Während Muybridges filmische Techniken es dem Menschen ermöglichten, zu sehen, was für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar war, konnten uns auch molekulare Rekorder einen Einblick in das bisher Verborgene geben.

So rufen Sie gelöschte Nachrichten vom iPhone ab

Wir wollen Neuronen verwenden, um eine molekulare Geschichte des Gehirns während der Entwicklung aufzuzeichnen, sagte Shipman. Ein solcher molekularer Rekorder wird es uns ermöglichen, Daten von jeder Zelle im Gehirn gleichzeitig zu sammeln, ohne Zugang zu erhalten, die Zellen direkt zu beobachten oder das System zu stören, um genetisches Material oder Proteine ​​​​zu extrahieren.

Während das Muybridge-GIF das erste Mal ist, dass ein Film in der DNA lebender Zellen kodiert wurde, haben andere Wissenschaftler genetische Schaltkreise bereits wie organische ZIP-Dateien behandelt. Im März veröffentlichte ein Forscherpaar des New York Genome Center einen Bericht in der Wissenschaft Journal, in dem Methoden zum Speichern komprimierter Dateien in DNA-Molekülen beschrieben werden.

Mit Hilfe eines Algorithmus zur Übersetzung der Dateien in einen binären Code, der auf die Nukleotidbasen der DNA abgebildet werden kann, konnten die Forscher die insgesamt sechs Dateien codieren: eine wissenschaftliche Arbeit von 1948, eine Pioneer-Plakette, ein Betriebssystem, u.a Virus, der Film von 1895Ankunft eines Zuges am Bahnhof La Ciotat…und eine Amazon-Geschenkkarte im Wert von 50 $.

Interessante Artikel

Tipp Der Redaktion

So leiten Sie Anrufe auf jedem Telefon weiter
So leiten Sie Anrufe auf jedem Telefon weiter
Unabhängig davon, ob Sie Android- oder iPhone-Benutzer sind oder noch einen Festnetzanschluss besitzen, können Sie die Anrufweiterleitung mit ein paar einfachen Schritten einrichten.
So laden Sie Netflix-Filme auf einen Laptop herunter
So laden Sie Netflix-Filme auf einen Laptop herunter
Sie können Netflix auch dann ansehen, wenn Sie nicht mit dem Internet verbunden sind, indem Sie Filme und Fernsehsendungen auf Ihren Windows-Laptop herunterladen. Erfahren Sie hier wie.
So kopieren und fügen Sie es auf Facebook ein
So kopieren und fügen Sie es auf Facebook ein
Haben Sie einen Text, einen Kommentar oder ein Statusupdate gesehen, das Ihnen gefallen hat? Erfahren Sie, wie Sie einen Beitrag auf Facebook kopieren und mit Ihren Freunden teilen.
So streamen Sie Ihr iPhone nach Roku (2021)
So streamen Sie Ihr iPhone nach Roku (2021)
Roku ist ein Streaming-Dienst und ein Gadget, für das nur eine geringe Einführung erforderlich ist. Eines der besten Dinge ist, dass Sie mit der Roku-App den Stream auf einem Smart-TV steuern oder Ihre Videos streamen / spiegeln können. Zu machen
Fügen Sie den Registrierungseditor zur Systemsteuerung in Windows 10 hinzu
Fügen Sie den Registrierungseditor zur Systemsteuerung in Windows 10 hinzu
Hinzufügen des Registrierungseditors zur Systemsteuerung in Windows 10 Der Registrierungseditor ist ein wichtiges Tool für Systemadministratoren, Geeks und normale Benutzer, die die versteckten Einstellungen des Windows-Betriebssystems ändern möchten, die nicht über die Benutzeroberfläche verfügbar sind. Sie können es der Systemsteuerung hinzufügen, wenn Sie möchten. Dies fügt hinzu
Verhindern Sie, dass Windows 10-Designs Symbole ändern
Verhindern Sie, dass Windows 10-Designs Symbole ändern
Einige der Themen können Symbole wie Dieser PC, Netzwerk, Papierkorb und das Symbol Ihres Benutzerprofilordners ändern. Hier erfahren Sie, wie Sie diese Funktion deaktivieren.
So machen Sie einen Hintergrund in Procreate transparent
So machen Sie einen Hintergrund in Procreate transparent
Wenn Sie Schwierigkeiten haben, herauszufinden, wie Sie den Hintergrund in Procreate transparent machen können, sind Sie nicht allein. Selbst wenn Sie einen transparenten Hintergrund entworfen haben, erscheint dieser beim erneuten Öffnen der Datei oft wieder in reinem Weiß. Diese sind