Eadweard Muybridge var en pioner inden for både tidlig biograf og videnskabelig observation. Hans ikoniske klip af en galopperende hest blev berømt brugt til at afgøre et væddemål om, hvorvidt dyret løftede alle fire hovene fra jorden, når det var i bevægelse.
Mere end 130 år efter dette gennembrud er Muybridge i centrum for en anden, da forskere med succes har kodet denne ikoniske film i levende cellernes DNA. Resultatet er en såkaldt organisk GIF og er det første skridt i det, forskere refererer til som en molekylær optager, der er i stand til at eksistere, observere og fange information i levende celler.
hvordan man bliver et abonnement på snapchat
Se relateret formskiftende pasta pakker sig ud på din tallerken. Hjernen begynder at spise sig selv, når den ikke kan sove Kontroversielt genredigeringsværktøj CRISPR kan give kræft, finder bekymrende undersøgelser
Vi vil gøre celler til historikere, forklarede neurovidenskabsmanden Seth Shipman, en genetiker ved Harvard Medical School. Vi forestiller os et biologisk hukommelsessystem, der er meget mindre og mere alsidigt end nutidens teknologier, der vil spore mange begivenheder ikke-påtrængende over tid.
Ved hjælp af genredigerings-teknologien CRISPR satte forskere finansieret af National Institutes of Health (NIH) sig for at bevise, at vilkårlig sekventiel information - ikke kun genetisk information - kunne kodes til et genom. De gjorde det først med et enkelt billede, af en menneskelig hånd og ved hjælp af en bakteriers immunforsvar.
windows 8 aero-tema
(Ovenfor: Til venstre er et billede af en menneskelig hånd, der blev kodet i nukleotider og fanget af CRISPR-Cas-tilpasningssystemet i levende bakterier. Til højre er billedet efter flere generationer af bakterievækst, inddrevet ved sekventering af bakterielle genomer Kredit: Seth Shipman)
Når en bakterie angribes af en virus, producerer dens celler enzymer til at klippe og behandle virussens genetiske kode. Det gør dette for at huske indtrængeren, tage en del af virussens genetiske kode og føje den til sit eget genom, som at sætte hoveder på gedder. Efterhånden som tiden går, vokser bakteriens genom, der tilføjes mere genetisk kode fra vira, og flere hoveder stables på gedderne.
Shipman og hans kolleger hackede denne proces ved hjælp af CRISPR-systemet. CRISPR-Cas9 er proteinet i bakteriens immunsystem, der skærer virussens genetiske kode, mens Cas1 og Cas2 er de proteiner, der indsætter det virale DNA i genomet. Afgørende er, at disse proteiner tilføjer DNA'et i den rækkefølge, det er stødt på, hvilket betyder, at forskerne kunne fodre E.Coli syntetiske DNA-tråde, specielt designet med sekventiel information - som derefter kan afkodes og omdannes til et billede eller en række rammer i en animation. For mere information, læs vores fulde forklarende på CRISPR.
Se relateret formskiftende pasta pakker sig ud på din tallerken. Hjernen begynder at spise sig selv, når den ikke kan sove Kontroversielt genredigeringsværktøj CRISPR kan give kræft, finder bekymrende undersøgelser
Mens kodning af en kortfilm i DNA er imponerende, planlægger forskerne ikke at oprette en slags Netflix-app på mobilniveau. Muybridge-klippet er beregnet til at vise omfanget for CRISPR-systemet til at gøre levende celler til optageenheder, trække information fra deres omgivelser og holde en sekventiel registrering inden for deres genom. Dette kunne bruges i alt fra modellering af sygdomme til overvågning af niveauet af forurenende stoffer i jorden.
En særlig spændende anvendelse er neurologi. Shipman uddannet som neurolog, og han mener, at teknologien kunne spille en vigtig rolle i, hvordan forskere låser op for hjernens mysterier - ved at registrere hjerneaktivitet og udvikling indefra hjernen. Mens Muybridge's filmteknikker tillod mennesker at se, hvad der var umærkeligt for det menneskelige øje, kunne molekylære optagere også give os et glimt af, hvad der hidtil er skjult.
hvordan man sparker folk ud af deres hulu
Vi ønsker at bruge neuroner til at registrere en molekylær historie i hjernen gennem udvikling, sagde Shipman. En sådan molekylær optager giver os mulighed for til sidst at indsamle data fra hver celle i hjernen på én gang uden behov for at få adgang til at observere cellerne direkte eller forstyrre systemet for at ekstrahere genetisk materiale eller proteiner.
Mens Muybridge GIF er første gang, en film er blevet kodet i DNA fra levende celler, har andre forskere allerede behandlet genetiske kredsløb som organiske ZIP-filer. I marts offentliggjorde et par forskere ved New York Genome Center en rapport i Videnskab journal, der beskriver metoder til lagring af komprimerede filer i DNA-molekyler.
Ved hjælp af en algoritme til oversættelse af filerne til en binær kode, der kan kortlægges på DNA'ets nukleotidbaser, var forskerne i stand til at kode i alt seks filer: en akademisk artikel fra 1948, en Pioneer-plak, et operativsystem, en virus, filmen fra 1895Ankomst af et tog til La Ciotat station... og et gavekort på Amazon på $ 50.
