Para saintis telah memeluk sekumpulan mikrob ke dalam apa yang mereka sebut sebagai "perekam pita terkecil di dunia:" Dengan menanam dengan gen sejenis makmal biasaEscherichia coli bakteria, Para penyelidik mengatakan bahawa mereka telah dapat memujuk bakteria ke dalam bukan sahaja membanteras interaksi mereka dengan alam sekitar tetapi juga menjejaskan kejadian ini.
"Perakam rekod" kecil ini - yang terperinci dalam satu kajian baru yang diterbitkan pada 23 Nov dalam jurnal Sains - boleh membantu menyokong kelas baru teknologi yang menggunakan sel-sel bakteria untuk mendiagnosis penyakit atau memantau peralihan di alam sekitar, semuanya tanpa mengganggu persekitaran mereka .
"Bakteria seperti itu, yang ditelan oleh pesakit, mungkin dapat merekodkan perubahan yang mereka alami melalui saluran pencernaan keseluruhan, menghasilkan pandangan yang belum pernah terjadi sebelumnya mengenai fenomena yang tidak dapat diakses sebelumnya," kata penulis senior Harris Wang, penolong profesor di jabatan biologi sistem Pusat Perubatan Universiti Columbia, dalam satu kenyataan.
Teknologi di belakang pita perakam adalah alat pengeditan gen popular, CRISPR. Alat ini, yang membolehkan para saintis secara asasnya menyelipkan urutan DNA dan menggantikannya dengan bahan genetik tertentu, pada asalnya ditemui dalam bakteria. CRISPR adalah sebahagian daripada sistem kekebalan bakteria tertentu - ia boleh menyalin coretan DNA daripada menyerang virus supaya bakteria generasi akan datang dapat mengenali dan menolak serangan berikutnya.
"Sistem ini adalah peranti memori biologi semulajadi," kata Wang. "Dari perspektif kejuruteraan yang sebenarnya agak bagus, kerana ia sudah menjadi sistem yang telah diasah melalui evolusi untuk menjadi sangat baik untuk menyimpan maklumat."
Perakam mikroskopik pasukan terdiri daripada sepasang struktur membawa gen yang dikenali sebagai plasmid. Yang pertama, plasmid "masa", menandakan masa dengan menyatakan molekul DNA tertentu, dipanggil nukleotida, di rantau CRISPR DNA bakterium. Plasmid lain diubahsuai untuk membuat lebih banyak salinannya sendiri, tetapi hanya sebagai tindak balas kepada isyarat luaran. Hasilnya adalah susunan urutan latar belakang yang merakam masa dan urutan isyarat yang dimasukkan sebagai tindak balas terhadap perubahan dalam persekitaran sel.
Sekiranya kedengarannya rumit, fikirkannya seperti ini: Plasmid masa mencetak "A" pada selang waktu jarak jauh. Jika tidak ada "isyarat luaran," para saintis hanya akan melihat rentetan A ini. Tetapi jika plasmid kedua dihidupkan oleh isyarat luaran, ia akan memasukkan capnya ke dalam rentetan A. Berdasarkan di mana dalam rentetan setem plasmid kedua muncul, saintis dapat menyimpulkan apabila isyarat luaran itu berlaku. Seperti jalur data dalam pita magnetik, saintis boleh menganalisis ini dengan lebih lanjut dengan bantuan alat pengiraan.
Dalam kajian baru, penyelidik menunjukkan bahawa sistem itu boleh merakam sekurang-kurangnya tiga isyarat serentak selama beberapa hari. Langkah seterusnya adalah untuk menyempitkan sasaran.
"Sekarang kami merancang untuk melihat pelbagai penanda yang mungkin diubah di bawah perubahan keadaan semula jadi atau penyakit, dalam sistem gastrousus atau di tempat lain," kata Wang.
