DNA Research: Encoding Medical Records
Spisu treści:
- Jak to może być stosowane u ludzi
- Łączenie technologii i biologii
- Kodowanie danych osobowych w naszym DNA
W 1878 r. Seria zdjęć jeźdźca na jego galopującym koniu została zamieniona w pierwszy w historii film zatytułowany "Galopujący koń. "
Ostatnio naukowcy z Uniwersytetu Harvarda byli w stanie odtworzyć ten klasyczny obraz ruchomy w DNA bakterii E. coli.
ReklamaReklama Tak jest. Zakodowali film w bakteriach.
Obrazy i inne informacje zostały już zakodowane w bakteriach przez wiele lat.
Jednak naukowcy z Harvardu zrobili to o krok dalej dzięki narzędziu do edycji genów CRISPR-Cas.
OgłoszenieTen proces pozwala komórkom zbierać chronologicznie informacje zakodowane w DNA, dzięki czemu może tworzyć pamięć lub obraz, podobnie jak kamera filmowa.
"Największym wyjściem z tej pracy jest to, że bakteryjny system CRISPR-Cas, który tutaj wykorzystaliśmy jako syntetyczny system rejestracji cząsteczek, jest w stanie wychwycić i stabilnie przechowywać praktyczne ilości prawdziwych danych", Jeff Nivala, PhD, naukowiec z wydziału genetyki w Harvard Medical School, powiedział Healthline.
Jak to może być stosowane u ludzi
Kodując prawdziwe zdjęcia i kilka klatek klasycznego filmu o koniach, Nivala i jego koledzy starali się przedstawić informacje, które miałyby rezonować z opinią publiczną.
Poważniejszym punktem ich badań jest rejestrowanie informacji biologicznych w czasie.
Ponieważ filmy są obecnie jednym z największych zbiorów danych, naukowcy są przekonani, że ich praca stanowi podstawę dla możliwości wykorzystania bakterii jako mini-kamer, które mogą podróżować po całym ciele, rejestrując nieznane informacje.
Ich praca zmienia sposób, w jaki można badać złożone systemy biologii. Naukowcy mają nadzieję, że z biegiem czasu rejestratory staną się standardem we wszystkich biologiach eksperymentalnych.
Obecnie sposobem na uzyskanie informacji z komórek jest ich oglądanie lub zakłócenie przez wyjęcie danych. Dzięki rejestratorowi molekularnemu komórka kataloguje własne dane, co oznacza, że może się rozwijać i rozwijać bez ingerencji badaczy.
ReklamaReklama "Najbardziej podoba mi się pojemność i stabilność systemu, które są potencjalnie bardzo duże i długie" - wyjaśnił Nivala. "Jest to ważne, ponieważ, bazując na naszej obecnej pracy, mamy nadzieję śledzić bardzo złożone zjawiska biologiczne w długim okresie czasu. Tak skuteczne działanie wymaga dużej ilości stabilnej przestrzeni dyskowej. "
Na przykład wierzy, że naukowcy mogą teraz szukać sposobów wykorzystania tej technologii do praktycznych zastosowań, takich jak programowanie bakterii jelitowych w celu rejestrowania informacji o diecie lub zdrowiu.
"Twój lekarz może wykorzystać te dane do zdiagnozowania i śledzenia choroby" - powiedział Nivala.
ReklamaŁączenie technologii i biologii
Podczas gdy Nivala wierzy, że maleńkie kamery surfują po naszym ciele, a mózg stanie się w przyszłości, mówi, że może to być trochę za mało.
Zwłaszcza, że budowanie maszyn w skali molekularnej jest wyzwaniem.
AdvertisementReklama "Realistycznie jesteśmy prawdopodobnie bardzo daleko od tego, czy każda komórka mózgu rejestruje swoją aktywność synaptyczną" - powiedział. "System CRISPR-Cas jest prokariotyczny, co oznacza, że należy pokonać pewne wyzwania podczas przenoszenia tych genów do komórek ssaków, szczególnie gdy nie wiemy dokładnie, w jaki sposób każda część systemu CRISPR-Cas działa w bakteriach. "
Jednak myśli, że kiedy to się stanie, będzie to spowodowane połączeniem biologii i technologii.
"Jak mało możemy zbudować cyfrowe urządzenie rejestrujące przy użyciu konwencjonalnych materiałów takich jak metal, plastik i krzem? Odpowiedź brzmi, że nie jesteśmy nawet bliscy osiągnięcia dokładności i precyzji, z jaką biologia jest w stanie zaprojektować nanoskalowe urządzenia "- powiedział Nivala.
OgłoszenieAle nie powinniśmy się tym przejmować, dodał.
"W końcu natura miała zaledwie kilka miliardów lat. Dlatego inżynierowie zwracają się teraz do biologii o nowe sposoby budowania rzeczy w skali molekularnej. A kiedy budujesz technologię z biologii, znacznie łatwiej jest łączyć się z naturalnymi systemami biologicznymi i łączyć się z nimi ", powiedział Nivala.
ReklamaReklama Jest przekonany, że ta obecna praca stanowi podstawę dla opartego na komórkach systemu rejestracji biologicznej, który może być połączony z czujnikami, które pozwalają systemowi wykryć każdą istotną biomolekułę.
Kodowanie danych osobowych w naszym DNA
Czy to wszystko może doprowadzić do zakodowania informacji w naszym DNA, takich jak nasza dokumentacja medyczna, numer ubezpieczenia społecznego lub dane karty kredytowej?
W pewnym stopniu dzieje się to już w firmie Three Square Market w Wisconsin. Około 50 pracowników firmy zaakceptowało propozycję swojego pracodawcy, aby wszczepić im w ręce mikrochip elektromagnetyczny. Mogą go używać do kupowania żywności w pracy, logowania do swoich komputerów i uruchamiania kopiarki.
Przypominając ziarno ryżu, chip jest podobny do chipów wszczepianych zwierzętom domowym do celów identyfikacji i śledzenia. Jednak ten chip ma zasięg roboczy wynoszący zaledwie 6 cali.
BioHax International, szwedzki producent chipu, chce ostatecznie wykorzystać chip do szerszych zastosowań komercyjnych.
To jest tylko początek możliwości, według Nivala, który wierzy, że pewnego dnia wszystkie nasze najważniejsze dane będą przechowywane w naszym komórkowym DNA.
"W pewnym sensie część z nich już istnieje. Nasze genomy są dość ważne. Ale wyobraźcie sobie, gdybyśmy mogli przechowywać całą rodzinną historię medyczną, zdjęcia i domowe filmy wideo w komórkach linii płciowej, które mogłyby następnie zostać przekazane naszym dzieciom w ich genomach "- powiedział Nivala. "Może mógłbyś nawet przechowywać słynny przepis na lasagne swojej matki.Założę się, że przyszłe pokolenia będą za to bardzo wdzięczne. "
