DNA-forskning: Encoding Medical Records
Indholdsfortegnelse:
- Sådan kan det bruges til mennesker
- Sammenlægning af teknologi og biologi
- Kunne alt dette føre til kodning af oplysninger i vores DNA, som vores medicinske journaler eller socialsikringsnummer eller kreditkortoplysninger?
I 1878 blev en serie fotografier af en rytter på sin galopperende hest omdannet til den første ever-film med titlen "The Galloping Horse. "
For nylig kunne forskere ved Harvard University genskabe dette klassiske bevægelige billede i bakterierne E. coli.
AnnonceAdvertisementDet er rigtigt. De kodede en film i bakterier.
Billeder og andre oplysninger er allerede blevet kodet i bakterier i årevis.
Harvardforskerne har imidlertid taget det et skridt videre med genredigeringsværktøjet CRISPR-Cas-systemet.
AnnonceDenne proces gør det muligt for celler at samle DNA-kodet information kronologisk, så det kan skabe en hukommelse eller et billede, ligesom en filmkamera gør.
"Den største afhentning fra dette arbejde er, at det bakterielle CRISPR-Cas-system, som vi her har udnyttet som et syntetisk molekylært optagelsessystem, er i stand til at opfange og stabile lagre praktiske mængder af reelle data" Jeff Nivala, PhD, forsker i afdelingen for genetik på Harvard Medical School, fortalte Healthline.
Sådan kan det bruges til mennesker
Nivala og hans kolleger forsøgte at præsentere informationer, der ville genoplive med offentligheden ved at kode ægte billeder og et par billeder af den klassiske hestfilm.
Det mere alvorlige punkt i deres forskning er at optage biologisk information over tid.
Da bevægelsesbilleder i øjeblikket er et af de største datasæt, mener forskerne, at deres arbejde er grundlaget for i sidste ende at kunne ansætte bakterier som mini-kameraer, der kan rejse gennem hele kroppen og optage ukendt information.
Deres arbejde ændrer måden, hvorpå komplekse systemer i biologi kan studeres. Forskerne håber over tid recorders bliver standard i alle eksperimentelle biologi.
I øjeblikket er vejen for at få oplysninger ud af celler at se dem eller forstyrre dem ved at tage data ud. Med den molekylære optager katalogiserer cellen sine egne data, hvilket betyder, at den kan udvikle sig og udvikle sig uden forstyrrelse af forskere.
AnnonceAdvertisement"Jeg er mest begejstret for lagerkapaciteten og stabiliteten i systemet, som potentielt er meget stort og langt," forklarede Nivala. "Dette er vigtigt, fordi vi bygger på vores nuværende arbejde, håber vi at spore meget komplekse biologiske fænomener over lange perioder. At gøre det med succes kræver enorme mængder stabilt lagerplads. "
Han mener for eksempel, at forskere nu kan se på måder at bruge teknologien til praktiske anvendelser som programmering af din tarmbakterier til at optage information om din kost eller sundhed.
"Din læge kan bruge disse data til at diagnosticere og spore sygdom," sagde Nivala.
AnnonceSammenlægning af teknologi og biologi
Mens Nivala mener, at små kameraer surfer på vores krop, og hjernen vil ske i fremtiden, siger han, at det kan være lidt væk.
Især da bygningsmaskiner i molekylær skala er en udfordring.
"Realistisk nok er vi nok langt fra at have hver celle i hjernen optaget sin synaptiske aktivitet," sagde han. "CRISPR-Cas-systemet er prokaryotisk, hvilket betyder, at der er visse udfordringer, der skal overvindes, når man overfører disse gener til pattedyrsceller, især når vi ikke ved præcis, hvordan hver del af CRISPR-Cas-systemet fungerer i bakterier. "Men han tror, at når det sker, skyldes det, at det går sammen med biologi og teknologi.
"Hvor lille kan vi bygge en digital optageenhed ved hjælp af konventionelle materialer som metal, plastik og silicium? Svaret er, at vi ikke engang er tæt på at opnå nøjagtigheden og præcisionen med hvilken biologi kan manipulere nanoskalaenheder, "sagde Nivala.
Annonce
Men vi bør ikke være dårligt om det, tilføjede han."Naturen havde kun et par milliarder års hovedstart. Derfor vender ingeniører nu til biologi for nye måder at gå på at bygge ting på molekylær skala. Og når du bygger teknologi ud af biologi, er det så meget lettere at interface og forbinde med naturlige biologiske systemer, "sagde Nivala.
AnnonceAdvertisement
Han er overbevist om, at dette nuværende arbejde sætter grunden til et cellebaseret biologisk optagelsessystem, der kan kobles med sensorer, der gør det muligt for systemet at sense enhver relevant biomolekyle.Kodning af personlige oplysninger i vores DNA
Kunne alt dette føre til kodning af oplysninger i vores DNA, som vores medicinske journaler eller socialsikringsnummer eller kreditkortoplysninger?
Dette sker i en vis grad hos salgsautomatfirmaet Three Square Market i Wisconsin. Omkring 50 af virksomhedens medarbejdere accepterede deres arbejdsgiveres tilbud om at få et elektromagnetisk mikrochip implanteret i deres hænder. De kan bruge den til at købe mad på arbejde, logge ind på deres computere og køre kopimaskinen.
Ligner en korn af ris i størrelse, svarer chippen til chips, der er implanteret til kæledyr til identifikation og sporingsformål. Denne chip har imidlertid en arbejdsstørrelse på kun 6 inches.
BioHax International, den svenske chipproducent, vil i sidste ende bruge chip til bredere kommercielle applikationer.
Dette er kun begyndelsen på muligheder, ifølge Nivala, som tror på en dag, vil alle vores vigtigste data blive opbevaret inden for vores cellulære DNA.
"På en måde er noget af det allerede. Vores genomer er ret vigtige. Men forestill dig, om vi kunne gemme hele vores familiemedicinske historie, billeder og hjemmevideoer inden for kimlinieceller, som så kunne sendes videre til vores børn inden for deres genomer, "siger Nivala. "Måske kan du endda gemme din mors berømte lasagneopskrift.Jeg vedder på, at fremtidige generationer ville være meget taknemmelige for det. ”
