Crispr-Cas9基因组的工具用于存储信息大肠杆菌

GIF CRIPR马的视频

来源:赛斯船长

左边是一系列的帧显示母马安娜G飞奔,被编码成核苷酸顺序和捕获Crispr适应系统随着时间的推移,生活的细菌。向右帧经过几代人的细菌生长,恢复了细菌的基因组测序

近年来,数据等莎士比亚的十四行诗,马丁·路德·金的“我有一个梦想”的演讲和一个亚马逊礼品卡都被存储为DNA。现在,科学家们在美国已经更进一步,在基因组中插入图片,甚至简单的电影生活的细菌。

我们驾驶这个系统,我们称之为“分子记录器”——使用图片和电影,但是我们希望它最终将被用来捕捉信息,我们不知道,像细胞内部发生了什么,”说赛斯船长哈佛大学的,是谁的一部分乔治教堂集团首次展示DNA可以用于存储信息在2012年。

他解释说,DNA是一个很好的存储介质,因为它是非常稳定的随着时间的推移,“所以,你不打算访问归档数据通常,DNA可以是一个不错的选择。但他补充说,使用细菌生活提出了一系列新的挑战。你不仅需要合成编码DNA,但是您还需要提供细胞和让他们将新基地纳入基因组,”他说。

完成的任务将DNA转化为一个数据存储介质团队转向Crispr-Cas9系统,这是部分细菌的免疫系统,使他们能够吸收和储存遗传物质从入侵的病毒基因组的特定区域。在第一的概念验证实验,由黑白照片的像素的人手被编码进的基因组大肠杆菌

尝试不同的策略来编码数据。“一个是刚性的,四个颜色每个颜色基本对应。代码不工作很好,因为它最终创建一些序列是不兼容系统的生物学,”船长说。“我们最终使用更灵活的代码,类似于密码子代码用于制造蛋白质。在这段代码中,我们有21个颜色,每个可以由三个不同的核苷酸编码的代码。这样我们可以灵活地创建DNA,避免有问题的序列。

马玩

5帧的编码的团队也飞奔的马从埃德沃德·迈布里奇人类和动物的运动摄影收集到大肠杆菌。帧插入一个接一个地随着时间的推移,他们会以正确的顺序编码,可以恢复到创建一个电影。

信息后可以恢复相当简单,因为所有的新序列存储在一个单一的区域大肠杆菌基因组。所以我们只是放大,从许多细胞和一个地方寻找序列前没有,”船长说。像素数据可以读约有90%的准确率。

我们的下一步是钩这个系统生物学,这样它会记录这一过程我们还不理解,而不是我们已经知道的信息,”船长说。

伊万伯尼欧洲分子生物学实验室的欧洲生物信息学研究所说,英国剑桥附近的小黑匣子记录信息在细胞很有趣,但有点不切实际。令人兴奋的事情是,他们有一个高的信息内容书写系统,不是他们存储在DNA信息,”他说。“我最深刻的印象是能力的设计同时Crispr。”

他们使用的应用程序,实际上并不改变DNA的表盘上实际存储。