Kemampuan sistem CRISPR / Cas untuk menyimpan maklumat membantu membuat sensor keluar dari bakteria, yang mampu merekam data pemantauan ke dalam DNAnya sendiri.
Penggunaan sistem pengubahsuaian gen CRISPR / Cas membantu "menambah" sel bakteria dengan mekanisme untuk merakam keadaan persekitaran. Ini akan menjadikan mereka sensor hidup yang memantau keadaan ekosistem dan manusia. Harris Wang dan rakan-rakannya dari Columbia University di New York membincangkan karya baru mereka dalam artikel yang diterbitkan oleh majalah Science.
Dibuka hanya pada pergantian abad XXI. Sistem CRISPR / Cas berfungsi sebagai bakteria sebagai analog kekebalan yang kita perolehi: perpustakaan kawasan DNA CRISPR mengumpulkan maklumat mengenai virus yang dijumpai sel, dan protein Cas bekerja dengannya, dengan cepat menyedari jangkitan baru. Penggunaan elemen sistem ini telah membuka perspektif baru untuk pengubahsuaian genetik organisma dan telah memberikannya perkembangan yang sangat pesat dalam beberapa tahun terakhir.
Namun, jika jurutera GM menggunakan kemampuan CRISPR / Cas untuk mengenali serpihan DNA yang melengkapi templat RNA yang diperlukan para saintis dan memotongnya tepat di tempat yang tepat, kali ini mereka berminat dengan fungsi "perpustakaan" sistem. "CRISPR / Cas adalah alat memori semula jadi, biologi," kata Harris Wang. "Dari sudut pandang kejuruteraan, strukturnya sangat luar biasa karena telah melalui evolusi yang telah mengasah kemampuannya menyimpan maklumat."
Para saintis telah mengubah bakteria untuk bertindak balas terhadap perubahan dalam beberapa faktor persekitaran - misalnya, kandungan fruktosa atau tembaga di dalamnya - dengan mensintesis serpihan pendek DNA plasmid. Juga, sistem CRISPR / Cas diubahsuai sehingga penampilan sebilangan besar plasmid tersebut direkam di perpustakaan CRISPR. Sekiranya, misalnya, tembaga tidak mencukupi, maka sel mensintesis plasmid lain, yang "disimpan" dalam CRISPR dan bukannya "isyarat".
"Pendekatan ini memberikan rakaman yang stabil selama beberapa hari dan penyusunan semula metrik dan masa yang tepat dengan menyusun urutan CRISPR," tulis para saintis dalam artikel tersebut.
Pada fasa berikutnya, Harris Wang dan rakannya merancang untuk menguji sistem sedemikian untuk memantau biomarker penyakit usus sekurang-kurangnya beberapa hari. "Sekiranya bakteria ini ditelan oleh pesakit, maka ia akan dapat merekodkan semua perubahan yang dihadapinya, melewati seluruh saluran pencernaan," kata saintis itu, "mengungkapkan data yang sebelumnya tidak dapat dilihat dan tidak dapat diakses."
Sergey Vasiliev
Video promosi:
