定制的DNA可用作传感器探针

网络整理 2019-04-20 08:03

合成生物学有望彻底改变生物研究和应用。由于读取和写入DNA的本钱低落,这些成长成为大概。

沟通的原则合用于以DNA名目记录,在这种环境下,有两种技能可以实现这一点。

下一个打破

基本研究的应用是显而易见的。记录装置可以存储关于细胞汗青的信息,并汇报我们,譬喻,病原体何时开始发生毒素,可能当细胞中的营养素低时。

这个怎么运作

我等候这种根基生命分子的缔造性利用越来越多,以及我们日常糊口中令人欢快的应用。

下一代测序答允以很是高的速度和很是高的精确度读取DNA。更重要的是,它使读取DNA的本钱下降,使通例测序应用在经济上可行。

该系统有两种变革。

两个系统都可以保持信息记录不变几个小时。作为一种真正的灌音设备,它具有“重置”成果,可以排除信息并为另一次录制配置系统。

CAMERA 2利用CRISPR对原始DNA序罗列办微小改变。当方针分子处于情况中时,它使细胞以受控方法发生CRISPR。通过这种方法,功效是准确的而且与外部线索细密相关。

定制的DNA可用作传感器探针

我们可以用它做什么?

这大概听起来很简朴,但请记着,我们需要检测细菌基因组中几百万个字母中的一个或两个字母中的一些变革。

当前化学/电子传感器的利益在于生物系统在监测和高精度地对很多化合物起回响方面更通用。由于乐成的记录仪只需要几个分子,生物传感器的尺寸可以更小,同时记录多个信号。

在我看来,该技能的真正打破将是开拓无细胞DNA记录仪。

但此刻,麻省理工学院的研究人员Weixin Tang和David Liu说,他们的CAMERA系统(CRISPR介导的模仿多事件记录仪器的首字母缩写)使细菌可以或许记录周围的情况。

第二种技能是DNA测序,出格是下一代测序。记录的信息需要检索和阐明。

为了答复今朝的这些问题,我们需要利用需要一连监测的陈诉基因,或昂贵的侵入性代谢组学技能。

第一个是CRISPR / Cas9,一种基因编辑东西。CRISPR可以很是准确地靶向DNA序列。在CAMERA 1中,CRISPR通过解析这两个圆形DNA片断中的一个来改变它们的比例。

微生物可以或许在其DNA中感知和记录其四周是否存在阳光,抗生素或营养素。

最大的应用潜力在于微传感器。专门的细胞可以监测差异化合物的浓度。

研究人员认为,DNA - 存储生命信息的分子 - 有朝一日可以用作一种传感器,按照周围情况记录信息。合成DNA(不是在生物体中发生,不包括物种的遗传信息)已被用于存储数据,作为一种生物硬盘驱动器。

音频或视频录像机实际上可以翻译信息。光子和声波的构成和巨大性以大概存储的方法转换。然后,读取设备检索该信息。

信息将更容易获取和评估,因为它不会隐藏在生物体的基因组中。系统将更简朴,因此更容易校准和优化。另外,污染的风险会低落,因为它不含有活生物体,并且它依赖于完全合成的DNA。

与电传播感器对比,这种系统具有利益。

CAMERA 1通过改变细菌内两个小圆形DNA片断(称为质粒)的比例来记录外部门子的存在和强度。这答允您确定微生物是否感知外部门子,几多和多长时间。

CAMERA 2更先进并通过DNA编辑举办记录(想象相当于刻录DVD,但在基因组上)。

在单位格中记录将记录情况限制为可以使细胞发展的情况。仅含有传感分子和DNA记录装置的无细胞系统具有很多利益。

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