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CRISPR的新CAMERA是一种蜂窝数据记录器

CRISPR基因编辑技术正在成为瑞士军刀的基础。遗传学研究界似乎只受到他们的想象力的限制,他们以极快的速度创造了CRISPR应用程序 - DNA检测工作,干细胞创造和拯救世界巧克力供应只是CRISPR最近几个月证明能够完成的一些任务。

麻省理工学院和哈佛大学以及哈佛大学化学与化学生物学系的科学家们公布的最新派对技巧是成为一款蜂窝黑匣子录音机。

记录器系统,称为CAMERA1,可以跟踪单元内事件的顺序和持续时间。作者证明该系统可记录细胞环境中的刺激,如接触病毒和抗生素。该技术的最终目标是使用记录仪来更深入地了解复杂的细胞过程,例如将基因表达到蛋白质中。灯,相机,动作

这项发表在“科学”杂志上的研究利用了CRISPR的Cas-9酶,这是一种可以在预定点切割DNA的基因剪刀。剪刀的目标是用一小块遗传物质称为指导RNA,用于切割细菌细胞DNA。这使研究人员能够插入质粒,小环DNA。研究人员对这些质粒中的一些进行了遗传修饰,以使Cas-9靶向它们。

当Cas-9切割DNA时,哺乳动物细胞通常具有固定断裂的修复机制,尽管有时会在过程中产生错误(科学很容易利用)。在这项研究中,使用的细菌细胞没有这样的修复机制,这意味着目标质粒被降解。研究人员的最终遗传改变是为了确保宿主细胞只有在存在特定抗生素时才开始产生Cas-9。

加入抗生素,并由细菌细胞检测,产生Cas-9。该酶开始切割对Cas-9敏感的质粒,同时保留其他质粒完整。然后靶向的质粒降解,这意味着作者只需要监测两种类型质粒的相对水平以获得读数,其中增加的抗生素浓度和持续时间意味着相对较少的Cas-9质粒。

这个读数非常敏感。研究人员可以检测到来自几十个细胞的微小群体的信号。作为最后的兴趣,作者开发了一种技术,可以重置改变的:未改变的质粒比例,这意味着可以从同一细胞中获取多个记录。

CRISPR缝纫剪刀

作者并没有就此止步。第二个设备,CAMERA2,利用另一种CRISPR方法,更精细地改变单个基本字母的DNA,缝纫剪刀到CAMERA1的粗糙镰刀。这种基础编辑方法是由刘和他的团队在2016年开发的。以这种方式编辑DNA有损坏细胞的风险。为了防止这种情况,系统建立了系统,以便基础编辑器仅在称为“安全港”基因的特定基因中起作用,该基因是没有细胞损伤风险的试验场。

该系统能够记录多达四种刺激,以及刺激发生的确切顺序。通过完全绕过质粒的需要并监测直接对细胞基因组的变化,修改了第二个系统以与哺乳动物细胞一起工作。

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