Forskare använde CRISPR för att placera en GIF i en levande organisms DNA

Harvard-forskare använde CRISPR-genredigeringssystemet för att infoga denna GIF från en galopperande häst och ryttare i DNA från levande bakterier.

Löftet att använda DNA som lagring innebär att du kan tänka dig spara alla bilder du någonsin har tagit, hela ditt iTunes-bibliotek och alla 839 avsnitt av Läkare som i en liten molekyl som är osynlig för blotta ögat – med gott om utrymme över.

Men tänk om du kunde behålla all den digitala informationen på dig hela tiden, även inbäddad i din hud? Harvard University genetiker George Church och hans team tror att det kan vara möjligt en dag.

De har använt genredigeringssystemet CRISPR för att infoga en kort animerad bild, eller GIF, i levandes genom Escherichia coli bakterie. Forskarna omvandlade de individuella pixlarna i varje bild till nukleotider, byggstenarna i DNA.

De levererade GIF till de levande bakterierna i form av fem ramar: bilder av en galopperande häst och ryttare, tagna av den engelske fotografen Eadweard Muybridge, som producerade de första stop-motion-fotografierna på 1870-talet. Forskarna kunde sedan hämta uppgifterna genom att sekvensera bakteriens DNA. De rekonstruerade filmen med 90 procents noggrannhet genom att läsa pixelnukleotidkoden.

Metoden, detaljerad idag i Natur , är specifikt för bakterier, men Yaniv Erlich, en datavetare och biolog vid Columbia University som inte var involverad i studien, säger att det representerar ett skalbart sätt att lagra information i levande celler som så småningom kan användas i mänskliga celler.

Den moderna världen genererar allt mer enorma mängder digital data, och forskare ser DNA som ett kompakt och varaktigt sätt att lagra den informationen. När allt kommer omkring kan DNA från tusentals eller till och med hundratusentals år sedan fortfarande extraheras och sekvenseras i ett labb.

CRISPR användes också för att koda in denna bild av en hand till ett bakteriegenom.

Hittills har mycket av forskningen om att använda DNA för lagring involverat syntetiskt DNA som gjorts av forskare. Och denna GIF - endast 36 gånger 26 pixlar i storlek - representerar en relativt liten mängd information jämfört med vad forskare hittills har kunnat koda i syntetiskt DNA. Det är dock mer utmanande att ladda upp information till levande celler än syntetiserat DNA, eftersom levande celler ständigt rör sig, förändras, delar sig och dör ut.

Erlich säger att en fördel med att lagra data i levande celler som bakterier är bättre skydd. Till exempel, vissa bakterier trivs fortfarande efter kärnvapenexplosioner, strålningsexponering eller extremt höga temperaturer.

Utöver att bara lagra data säger Seth Shipman, en forskare som arbetar i kyrkans labb vid Harvard som ledde studien, att han vill använda tekniken för att göra levande sensorer som kan registrera vad som händer inuti en cell eller i dess miljö.

Vad vi verkligen vill göra är celler som kodar biologisk eller miljöinformation om vad som händer inom dem och runt dem, säger Shipman.

Även om den här tekniken inte kommer att användas när som helst snart för att ladda stora mängder data i din kropp, kan den visa sig vara ett värdefullt forskningsverktyg. En möjlig användning skulle vara att registrera de molekylära händelser som driver utvecklingen av celltyper, såsom bildandet av neuroner under hjärnans utveckling.

Shipman säger att du kan deponera dessa bakteriella hårddiskar i kroppen eller var som helst i världen, spela in något du kan vara intresserad av, samla in bakterierna och sekvensera DNA:t för att se vilken information som har plockats upp längs vägen.

Dölj