Eadweard Muybridge był pionierem zarówno wczesnego kina, jak i obserwacji naukowej. Jego kultowy klip przedstawiający galopującego konia został słynnie wykorzystany do rozstrzygnięcia zakładu, czy zwierzę podniosło z ziemi wszystkie cztery kopyta w ruchu.
Ponad 130 lat po tym przełomie Muybridge znajduje się w centrum innego, ponieważ naukowcom udało się zakodować ten kultowy film w DNA żywych komórek. Rezultatem jest tak zwany organiczny GIF, który jest pierwszym krokiem do tego, co naukowcy nazywają rejestratorem molekularnym, zdolnym do istnienia, obserwowania i przechwytywania informacji w żywych komórkach.
jak otworzyć transkrypcję na youtube
Zobacz pokrewne Makaron zmieniający kształt rozpakowuje się na talerzu Mózg zaczyna się zjadać, gdy nie może spać Niepokojące badania dowodzą, że kontrowersyjne narzędzie do edycji genów CRISPR może wywołać raka
Chcemy zamienić komórki w historyków, wyjaśnił neurobiolog Seth Shipman, genetyk z Harvard Medical School. Wyobrażamy sobie biologiczny system pamięci, który jest znacznie mniejszy i bardziej wszechstronny niż dzisiejsze technologie, który będzie śledził wiele zdarzeń w sposób nieinwazyjny w czasie.
Korzystając z technologii edycji genów CRISPR, naukowcy finansowani przez National Institutes of Health (NIH) postanowili udowodnić, że każda dowolna informacja sekwencyjna - nie tylko informacja genetyczna - może zostać zakodowana w genomie. Najpierw zrobili to za pomocą pojedynczego obrazu ludzkiej dłoni i przy pomocy mechanizmów obronnych bakterii.
(Powyżej: po lewej stronie znajduje się obraz ludzkiej dłoni, która została zakodowana w nukleotydy i przechwycona przez system adaptacyjny CRISPR-Cas u żywych bakterii. Po prawej znajduje się obraz po wielu pokoleniach wzrostu bakterii, odzyskany przez sekwencjonowanie genomów bakterii . Kredyt: Seth Shipman)
Kiedy bakteria zostaje zaatakowana przez wirusa, jej komórki wytwarzają enzymy do cięcia i przetwarzania kodu genetycznego wirusa. Robi to, aby zapamiętać najeźdźcę, który bierze część kodu genetycznego wirusa i dodaje go do własnego genomu, jak wkładanie głów na szczupaki. W miarę upływu czasu genom bakterii rośnie, dodaje się więcej kodu genetycznego wirusów i szczupakowi układa się coraz więcej głów.
Shipman i jego koledzy włamali się do tego procesu za pomocą systemu CRISPR. CRISPR-Cas9 to białko w układzie odpornościowym bakterii, które tnie kod genetyczny wirusa, podczas gdy Cas1 i Cas2 to białka, które wprowadzają wirusowe DNA do genomu. Co najważniejsze, białka te dodają DNA w kolejności, w jakiej jest napotkana, co oznacza, że naukowcy mogą zasilać syntetyczne nici DNA E.Coli, specjalnie zaprojektowane z sekwencyjną informacją - którą następnie można dekodować i przekształcić w obraz lub serię ramek. w animacji. Aby uzyskać więcej informacji, przeczytaj nasze pełne wyjaśnienie na temat CRISPR.
jak ustawić facebooka w trybie ciemnym
Zobacz pokrewne Makaron zmieniający kształt rozpakowuje się na talerzu Mózg zaczyna się zjadać, gdy nie może spać Niepokojące badania dowodzą, że kontrowersyjne narzędzie do edycji genów CRISPR może wywołać raka
Chociaż kodowanie krótkiego filmu w DNA jest imponujące, naukowcy nie planują tworzenia aplikacji Netflix na poziomie komórkowym. Klip Muybridge'a ma na celu pokazanie możliwości systemu CRISPR w przekształcaniu żywych komórek w urządzenia rejestrujące, pobierając informacje z ich otoczenia i zachowując sekwencyjny zapis w ich genomie. Można to wykorzystać do wszystkiego, od modelowania chorób po monitorowanie poziomu zanieczyszczeń w glebie.
Jedną ze szczególnie ekscytujących aplikacji jest neurologia. Shipman wyszkolony na neurologa i wierzy, że technologia może odegrać ważną rolę w odkrywaniu przez naukowców tajemnic mózgu - poprzez rejestrowanie aktywności i rozwoju mózgu z jego wnętrza. Podczas gdy techniki filmowe Muybridge'a pozwoliły ludziom zobaczyć to, co jest niedostrzegalne dla ludzkiego oka, tak samo rejestratory molekularne mogą dać nam wgląd w to, co do tej pory było ukryte.
Steam przenieść gry na inny dysk
Chcemy wykorzystać neurony do zapisania historii molekularnej mózgu w trakcie rozwoju - powiedział Shipman. Taki rejestrator molekularny pozwoli nam ostatecznie zebrać dane z każdej komórki w mózgu na raz, bez konieczności uzyskiwania dostępu, bezpośredniej obserwacji komórek lub zakłócania systemu w celu ekstrakcji materiału genetycznego lub białek.
Podczas gdy plik GIF Muybridge'a jest pierwszym filmem zakodowanym w DNA żywych komórek, inni naukowcy już potraktowali obwody genetyczne jak organiczne pliki ZIP. W marcu para naukowców z New York Genome Center opublikowała raport w Nauka dziennik, szczegółowo opisujący metody przechowywania skompresowanych plików w cząsteczkach DNA.
Przy pomocy algorytmu do tłumaczenia plików na kod binarny, który można zmapować na nukleotydowe zasady DNA, naukowcom udało się zakodować łącznie sześć plików: artykuł naukowy z 1948 r., Tablicę Pioneera, system operacyjny, wirus, film z 1895 rokuPrzyjazd pociągu na stację La Ciotat… I kartę podarunkową Amazon o wartości 50 USD.
