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科学家打造世界上最小"录音机",帮你检查肠道健康

日期:2017年12月07日 20:14   来源:网易科技报道   作者:过客

  (原标题:Scientists see big things for 'world's smallest tape recorder')

  网易科技讯 12月7日消息,科学家们已经把一群微生物转变成了他们口中的“世界上最小的磁带录音机”。研究人员通过对一种实验室常用的大肠杆菌品种进行基因修补,能够欺骗它们不仅记录与周围环境的交互作用,并且也会记录这些事件的时间标记。

  科学家打造世界上最小录音机,帮你检查肠道健康 

  《科学杂志》的一篇新研究论文中详细描述了这种微型“录音机”,它们能够帮助我们建立一种全新的技术,借助菌细胞诊断疾病或者监测环境变化,而且不会给周围环境带来破坏。该研究的高级作者,美国哥伦比亚大学医学中心系统生物学副教授Harris Wang称:“如果病人吞下这种细菌,它们或许能够记录下它们经过消化道时经历的变化,让我们了解之前难以接触的现象。”

  这项研究背后的技术是一种流行的基因编辑工具CRISPR。这种基因编辑工具最初是在细菌当中发现的,它能够让科学家从本质上剪切DNA序列并且使用特定的遗传物质取代。CRISPR是细菌免疫系统的一部分,它能够通过入侵病毒复制DNA片段,因此细菌的后代能够识别并且回绝后续的攻击。

  Wang教授称:“CRISPR系统是一种自然的生物学记忆装置,从工程学角度来说,这种方法是相当不错的,因为它是一种已经经过了进化的系统,而且非常擅长于存储信息。”该研究团队的微观“录音机”事实上是由一对被称为质体的遗传物质搭载体构成的。

  首先“计时”质体通过运送CRISPR区域的特定DNA分子——核苷酸来记录时间。另外一种质体经过修改形成更多的复制体,但是只对一种外部信号做出反应。最终记录时间的背景序列和插入的信号序列合作对细胞周边环境的变化做出反应。

  如果你还不太了解的话,可以这样想。计时质体在时间间隔做上A的标记,如果没有外部信号,科学家们将只看到一连串A符号。但是当第二质体被外部信号激活时,它会将自己的标识插入到A序列符号当中。根据第二质体做出标识的位置,科学家们就能够推断外部信号发生的时间。这就像磁带中的数据流一样,科学家们能够借助计算机工具进行进一步的分析。

  在这项最新研究中,研究人员表明这个系统至少能够在几天时间里同时记录三种信号。研究人员的下一个研究方向就是缩小信号目标。Wang教授称:“现在我们正计划观察自然状态或者患病状态下,肠道系统或者其它部位中各种信号可能发生的变化。”

【责任编辑:若尘】

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