写在前面
每每说到生命科学领域的研究近况,都只有大家想不到的,没有科研工作者们办不到的。最近,哈佛大学的生物学家们利用炙手可热的基因魔剪CRISPR技术在大肠杆菌的DNA内储存了一小段动画,这段动画揭示了在细胞中记录关键性事件的新技术,可以说是相当优秀了。当然,如果你们希望利用它来追剧可能还需时日……
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事件:科学家利用CRISPR技术在大肠杆菌DNA内编码存储了一小段动画
时间:年7月12日
来源:Nature
互联网用户们有各种格式,各种储存空间来存放他们的电影,比如x网盘,x站……当然,这里并不是要讲他们的故事。而是有关一群来自马萨诸塞州波士顿的哈佛医学院合成生物学家们的光辉事迹。
之所以堪称光辉事迹,是因为他们开发了一种新型的存储方式。利用基因魔剪——CRISPR技术在大肠杆菌的DNA中编码存储了一小段GIF。见下图:
图原始图像(左)、存储于细菌DNA并从中还原出来的图像(右)
这段动画中的马本身就具有特殊的意义。年6月19日,“电影之父”埃德沃德·迈布里奇(EadweardMuybridge)拍下了人类史上第一部电影——“骑手和奔跑的馬”,这部“电影”实际上是將一系列照片放在一起运行,从而产生移动的效果。但是却为人类开了电影的先河。
图埃德沃德·迈布里奇作品:运动的马
现在,尽管这一小段GIF看上去画质感人,但这项在大肠杆菌中展现的伟大技术揭示了在细胞中记录关键性事件的新方法。
该团队将每个像素的阴影以及指示其在图像中位置的条形码编码为33个DNA序列,电影的每一帧由个这样的DNA序列组成,利用Cas1-Cas2复合物及CRISPR系统,以每天1帧的速率依次将DNA引入大肠杆菌(因此阵列中每个片段的位置可用于确定片段所属的原始帧),这项导入工程共持续了5天。然后研究人员对多代培养后的细菌中的CRISPR区域进行整体测序,以恢复图像。整体菌群测序虽然繁杂,但却使整体还原精度高达90%。
图原始图像(左)、多代培养细菌后代中还原出来的图像
北卡罗来纳州达勒姆半导体研究公司首席科学家VictorZhirnov称这项工作是“革命性的”,并希望在这项研究基础上开始改进技术。他说:“这就像年第一架飞机的飞行:仅是因为好奇心。但是十年后,我们拥有了真正的飞机,恰如现在所发生的一样。”
也许未来的某天,我们可以躺在床上喝着益生菌就把剧追了,曾经在教室里学渣们大喊着的“给我一个可以自动复刻知识的大脑吧”就成真了。梦想还是要有的,万一实现了呢……
乐土
说到CRISPR基因编辑技术,乐土投资项目CRISPRTherapeutics是不得不提的。最近该项目创办人及其所在的加州大学伯克利分校研究小组发现,Cas1和Cas2蛋白酶如何定位和插入细菌DNA,取决于该酶的灵活性和DNA的结构。
一次相遇终生相伴
参考:
1.doi:10./nature