Sikerült baktériumokban tárolni egy képet és egy animációt

A kísérletben használt egyik képkocka (Eadweard Muybridge felvétele)
Fotó: National Institute of Mental Health

Seth Shipman, a Harvard Egyetem neurológusa szerint céljuk, hogy „történészekké” alakítsák a sejteket – számol be a Nemzeti Mentálegészségügyi Intézet. Csapatával olyan biológiai alapú memóriát álmodott meg, amely sokkal kisebb és sokoldalúbb, mint a mai technológiák.

A kutatók szerint a szekvenciális adatok, például egy mozgókép rögzítése molekuláris szinten kulcsfontosságú a molekuláris mérnöki módszerrel való információtárolásban. Egy ilyen rendszerben a sejtek saját genomjukban menthetnék le a molekuláris eseményeket. A későbbi szekvenálással aztán lekérdezhetővé válhatnak az adatok.

Shipman úgy véli, ezzel akár a sejtek egyfajta másolására és a betegségek modellezésére is lehetőség nyílna. A csapatnak először azt kellett bebizonyítania, hogy a DNS-ek nem csak genetikai információkat, de egyéb adatokat is kódolhatnak. Ehhez a CRISPR génszerkesztési technikát hívták segítségül, amely lehetőséget ad a nukleinsavak precíz átalakítására. A szakértők először egy emberi kezet ábrázoló képet rögzítettek baktériumokban, majd egy lépéssel továbbmentek, és egy 1880-as években készült, mozgóképpé átalakított fotósorozatot is felvittek a telepre.

A kutatók korábban már bebizonyították, hogy képesek a CRISPR módszerrel DNS-t illeszteni a mikroorganizmusokba. A CRISPR alapvetően fehérjék és DNS-ek együttese, melyek immunrendszerként működnek a baktériumokban – a rendszer képes genetikai memóriát létrehozni a korábbi vírusfertőzések alapján. Amikor egy vírus megtámad egy baktériumot, a CRISPR levágja az idegen DNS egy részét, majd elhelyezi azt a baktérium saját genomjában. Az élőlény ezzel a jövőben a DNS-szakaszt felhasználva képes lesz felismerni a kórokozókat, és így védekezni is tud ellenük.

„A CRISPR szekvenciális természete vonzó rendszerré teszi az idő során jelentkező események rögzítésére” – állapította meg Shipman.

A csapat a lóversenyről készített mozgóképből öt képkockát vágott ki, majd DNS-szekvenciává alakították a felvételeket. A következő napokban a szakértők beillesztették ezeket a DNS-eket a baktériumokba. Később a kutatók 90 százalékos pontossággal tudták lehívni a „GIF”-et a mikroorganizmusokból.

Bár az eljárást rengeteg területen lehetne hasznosítani, a csoport bízik benne, hogy a módszer segíthet az agy alaposabb megértésében. „Arra akarjuk használni az idegsejteket, hogy rögzítsék az agy molekuláris történetét a fejlődés során” – mondta Shipman. A szakértő szerint egy ilyen módszerrel egyszerre lehetne az agy összes sejtjéből adatot gyűjteni anélkül, hogy a sejteket közvetlenül kéne megfigyelni, vagy be kéne avatkozni a rendszerbe.