Trang chủ Công nghệ Một nơi mới để chia sẻ GIF: DNA của vi khuẩn sống

Một nơi mới để chia sẻ GIF: DNA của vi khuẩn sống

0
35

Image result for A new place to share GIFs: the DNA of living bacteria

Ở bên trái là một loạt các khung hình hiển thị con ngựa "Anna G." Galloping, được mã hoá thành các nucleotide và được theo dõi tuần tự theo thời gian bởi hệ thống thích ứng CRISPR trong vi khuẩn sống. Phía bên phải là khung hình sau nhiều thế hệ tăng trưởng của vi khuẩn, được phục hồi bằng cách sắp xếp các bộ gen của vi khuẩn. Hình ảnh: Seth Shipman

 

Các nhà khoa học đã đưa GIF vào DNA của các vi khuẩn sống, đưa chúng ta đến gần một ngày để nhúng thông tin vào làn da của chúng ta.

Sử dụng DNA để lưu trữ dữ liệu không phải là mới, nhưng cho đến bây giờ dữ liệu được lưu trữ trong DNA tổng hợp chứ không phải sống. Lưu trữ thông tin trong ADN sống là khó khăn hơn vì các tế bào luôn thay đổi. Trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature, các nhà khoa học đã lợi dụng hệ thống phòng vệ tự nhiên của vi khuẩn để nhúng một bức tranh tay và một khung hình năm khung từ động cơ Human and Animal Locomotion của Eadweard Muybridge vào vi khuẩn E. coli. Họ đã dựng lại hình ảnh một cách hoàn hảo và video có độ chính xác 90 phần trăm.

Kỹ thuật này sử dụng hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR. Khi virus tấn công vi khuẩn, vi khuẩn sử dụng cơ chế bảo vệ này để cắt các phần của DNA của vi rút và dán chúng vào bên trong DNA của nó. Điều này làm cơ bản làm cho DNA DNA của tế bào vi khuẩn. Những trình tự này phục vụ như là một ký ức về cuộc xâm lược của virut, để tế bào có thể phát hiện và cắt các phiên bản tương lai của virut đó nếu nó bị tấn công lại.

Set featured image

Phía trái là hình ảnh của một bàn tay con người, được mã hóa thành các nucleotide và được CRISPR-Cas bắt giữ trong các vi khuẩn sống. Bên phải là hình ảnh sau nhiều thế hệ phát triển của vi khuẩn, phục hồi bằng cách sắp xếp các bộ gen của vi khuẩn. Hình ảnh của Seth Shipman

 

Các cuộc tấn công của virus được “ghi lại” theo thứ tự thời gian xảy ra, do đó theo thời gian các trình tự sẽ trở thành một bản ghi sống động của tất cả các virus khác nhau xâm nhập. Nhóm nghiên cứu đã quyết định hack hệ thống này vì mục đích riêng của họ, theo đồng tác giả nghiên cứu Seth Shipman, nhà nghiên cứu thần kinh học tại Đại học Harvard.

Các hình ảnh và video mà các nhà nghiên cứu dán bên trong E. Coli bao gồm các điểm ảnh đen trắng. Đầu tiên, các nhà khoa học mã hóa các điểm ảnh vào DNA. Sau đó, họ đưa DNA của họ vào các tế bào E. coli sử dụng điện. Chạy một dòng điện qua các tế bào mở ra các kênh nhỏ trong thành tế bào, và sau đó DNA có thể chảy vào bên trong. Từ đây, hệ thống CRISPR của E. Coli nắm lấy DNA và kết hợp nó vào hệ gen của chính nó. Shipman nói: “Chúng tôi thấy rằng nếu chúng ta thực hiện các trình tự mà chúng ta cung cấp giống như hệ thống thường lấy từ virus, nó sẽ mất những gì chúng ta cung cấp.

Một khi các thông tin được bên trong, bước tiếp theo là để lấy nó. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã lập trình tự DNA E. coli và chạy trình tự thông qua một chương trình máy tính, đã sao chép thành công những hình ảnh ban đầu. Vì vậy con ngựa đang chạy ở đầu trang thực sự chỉ là biểu hiện của máy tính trong DNA đã được sắp xếp, vì chúng ta không thể nhìn thấy DNA bằng mắt thường.

Sự lựa chọn hình ảnh và video không phải là ngẫu nhiên. Shipman nói rằng nhóm nghiên cứu muốn “tham khảo một số hình ảnh ban đầu mà loài người đã đưa vào thế giới tự nhiên”, giống như những bức tranh vẽ hang động. Tương tự, năm khung của bộ phim Muybridge, cho thấy một cuộc đua ngựa, là một trong những hình ảnh động đầu tiên được ghi lại, sử dụng công nghệ mới trong những năm 1870. Shipman nói: “Chúng tôi đã tìm ra rằng chúng tôi cũng đang mã hóa thông tin lên thế giới tự nhiên theo cách mới và nên đi với một cái gì đó đã được thử và thử nghiệm.

Image result for A new place to share GIFs: the DNA of living bacteria

Cho đến nay, phương pháp này không thể xử lý được nhiều thông tin. Video này chỉ có 36 x 26 pixel, không phải là rất nhiều xem xét chúng ta có thể mã hoá sách và phim dài hơn trong DNA tổng hợp. Nhưng phương pháp mới sử dụng vi khuẩn sống mở ra cánh cửa cho những khả năng thú vị. Ví dụ: chúng tôi có thể tạo các ô ghi lại thông tin về những gì đang xảy ra trong môi trường gần đó. Shipman, như một nhà thần kinh học, hy vọng rằng một ngày nào đó hệ thống có thể được sử dụng để ghi lại các sự kiện xảy ra theo thời gian, chẳng hạn như làm thế nào các nơ-ron hình thành trong não. Và có, có thể một ngày bạn có thể nhúng tất cả Game of Thrones vào làn da của bạn.

T.A

Theo: theverge

0 BÌNH LUẬN

%d bloggers like this: