Kemampuan sistem CRISPR / Cas untuk menyimpan informasi membantu membuat sensor keluar dari bakteri, yang mampu merekam data pemantauan ke dalam DNA-nya sendiri.
Penggunaan sistem modifikasi gen CRISPR / Cas membantu "melengkapi" sel bakteri dengan mekanisme untuk merekam keadaan lingkungan. Ini akan memungkinkan kita membuat sensor hidup dari mereka, memantau keadaan ekosistem dan manusia. Harris Wang dan rekan-rekannya dari Universitas Columbia di New York berbicara tentang pekerjaan baru mereka dalam sebuah artikel yang diterbitkan oleh majalah Science.
Dibuka hanya pada pergantian abad XXI. Sistem CRISPR / Cas melayani bakteri sebagai analog dari kekebalan yang kami peroleh: perpustakaan wilayah DNA CRISPR mengumpulkan informasi tentang virus yang telah ditemui sel, dan protein Cas bekerja dengannya, dengan cepat mengenali infeksi baru. Penggunaan unsur-unsur sistem ini telah membuka perspektif yang sama sekali baru untuk modifikasi genetik organisme dan telah memberikannya perkembangan yang sangat pesat dalam beberapa tahun terakhir.
Namun, jika insinyur GM menggunakan kemampuan CRISPR / Cas untuk mengenali fragmen DNA yang melengkapi template RNA yang dibutuhkan para ilmuwan dan memotongnya tepat di tempat yang tepat, kali ini mereka tertarik pada fungsi "perpustakaan" sistem. "CRISPR / Cas adalah perangkat memori biologis alami," kata Harris Wang. "Dari sudut pandang teknik, ia sangat terstruktur karena telah melalui evolusi yang mengasah kemampuannya untuk menyimpan informasi."
Para ilmuwan telah memodifikasi bakteri untuk menanggapi perubahan pada beberapa faktor lingkungan - misalnya kandungan fruktosa atau tembaga di dalamnya - dengan mensintesis fragmen pendek plasmid DNA. Juga, sistem CRISPR / Cas telah dimodifikasi sehingga kemunculan sejumlah besar plasmid tercatat di perpustakaan CRISPR. Jika, misalnya, tembaga tidak cukup, maka sel mensintesis plasmid lain, yang "disimpan" dalam CRISPR, bukan "sinyal".
"Pendekatan ini memberikan pencatatan yang stabil selama beberapa hari dan rekonstruksi metrik dan waktu yang akurat dengan mengurutkan urutan CRISPR," tulis para ilmuwan dalam artikel tersebut.
Pada fase berikutnya, Harris Wang dan koleganya berencana menguji sistem semacam itu untuk memantau biomarker penyakit usus setidaknya selama beberapa hari. "Jika bakteri ini ditelan oleh pasien, maka ia akan dapat merekam semua perubahan yang dihadapinya, melewati seluruh saluran pencernaan," kata ilmuwan tersebut, "mengungkapkan data yang sebelumnya tidak terlihat dan tidak dapat diakses."
Sergey Vasiliev
Video promosi:
