Výzkum dNA: Kódování lékařských záznamů
Obsah:
V roce 1878 byla série fotografií jezdce na jeho cválajícím koni změněna na první film s názvem "Cválající koně. "
Nedávno výzkumníci na Harvardské univerzitě dokázali znovu vytvořit tento klasický pohyblivý obraz do DNA bakterií E. coli.
ReklamaZveřejňovatTo je pravda. Zakódovali film do bakterií.
Obrázky a další informace již byly již několik let zakódovány do bakterií.
Vědci z Harvardu však učinili krok s nástrojem pro úpravu genu CRISPR-Cas.
Reklama Tento proces umožňuje bunkám shromažďovat informace kódované DNA chronologicky tak, aby vytvořily paměť nebo obraz, podobně jako filmová kamera.
"Největší takeaway z této práce je to, že bakteriální systém CRISPR-Cas, který zde využíváme jako syntetický systém molekulárního záznamu, dokáže zachytit a stabilně ukládat praktická množství skutečných dat," řekl Jeff Nivala, PhD, výzkumník na oddělení genetiky na Harvardské lékařské škole, řekl Healthline.
Jak by mohla být použita u lidí
Nivala a jeho kolegové se pokoušeli prezentovat informace, které by rezonovaly s veřejností, kódováním reálných snímků a několika snímky klasického koně.
Závažnějším bodem jejich výzkumu je časově zaznamenávat biologické informace.
Vzhledem k tomu, že filmy jsou v současné době jedním z největších datových souborů, vědci věří, že jejich práce položí základy pro případ, že budou moci bakterie používat jako minikamery, které mohou cestovat po celém těle a zaznamenávají neznámé informace.
Jejich práce mění způsob, jakým lze studovat složité systémy v biologii. Vědci doufají, že časoměřiče se stanou standardem ve všech experimentálních biologiích.
Způsob, jak získat informace z buněk, je v současné době je sledovat nebo je narušovat tím, že se data vybírají. S molekulárním záznamníkem buňka katalogizuje své vlastní údaje, což znamená, že může pokročit a rozvíjet bez zásahu vědců.
ReklamaZveřejňovat"Nejvíce se těším na skladovací kapacitu a stabilitu systému, které jsou potenciálně velmi velké a dlouhé," vysvětlil Nivala. "Je to důležité, protože při budování naší současné práce doufáme, že po dlouhou dobu sledujeme velmi složité biologické jevy. Úspěšně to vyžaduje velké množství stabilního úložného prostoru. "
Například věří, že vědci nyní mohou hledat způsoby, jak využít technologii pro praktické využití, jako je naprogramování bakterií střev pro zaznamenávání informací o vaší stravě nebo o zdraví.
"Váš lékař by mohl tyto údaje použít k diagnostice a sledování onemocnění," řekl Nivala.
ReklamaSloučení technologií a biologie
Zatímco Nivala věří, že v budoucnu se objeví malé kamery surfující na našem těle a mozek, říká, že to může být trochu mimo.
Zejména proto, že stavební stroje v molekulárním měřítku jsou výzvou.
ReklamaZveřejňovat"Realisticky, jsme pravděpodobně velmi daleko od toho, aby každá buňka v mozku zaznamenávala synaptickou aktivitu," řekl. "Systém CRISPR-Cas je prokaryotický, což znamená, že při přenosu těchto genů do savčích buněk existují určité problémy, které je třeba překonat, zvláště když nevíme přesně, jak každá část systému CRISPR-Cas funguje v bakteriích. "
Nicméně si myslí, že když se to stane, bude to kvůli spojování biologie a technologie.
"Jak malé budeme vytvářet digitální záznamové zařízení s běžnými materiály jako kov, plast a křemík? Odpověď zní, že nejsme ani blízká dosažení přesnosti a přesnosti, s jakou biologie dokáže navrhnout zařízení na úrovni nanometrů, "řekl Nivala.
Reklama Ale neměli bychom se cítit špatně, dodal.
"Příroda měla nakonec jen pár miliard let. Proto se inženýři nyní obrací na biologii o nové způsoby, jak jít o budování věcí v molekulárním měřítku. A když vyberete technologii z biologie, je mnohem snazší propojení a propojení s přirozenými biologickými systémy, "řekl Nivala.
ReklamaTřída Je přesvědčen, že tato současná práce vytváří základ pro biologický záznamový systém založený na buňkách, který může být spojen se snímači, které umožňují systému cítit jakoukoli relevantní biomolekula.
Kódování osobních údajů do naší DNA
Mohlo by to všechno vést k kódování informací do naší DNA, jako jsou naše lékařské záznamy nebo číslo sociálního zabezpečení nebo údaje o kreditní kartě?
Do jisté míry se to již děje v prodejním automatu Three Square Market ve Wisconsinu. Asi 50 zaměstnanců společnosti přijalo nabídku svého zaměstnavatele, aby im implantoval elektromagnetický mikročip. Mohou je využít k nákupu jídla v práci, přihlášení do svých počítačů a spuštění kopírovacího stroje.
Podobně jako čipy implantované do zvířat určených k identifikaci a sledování, podobá se velikosti zrna rýže. Nicméně tento čip má pracovní vzdálenost pouze 6 palců.
BioHax International, švédský výrobce čipu, chce nakonec použít čip pro širší komerční aplikace.
To je jen začátek možností, podle Nivaly, která věří, že všechny naše nejdůležitější data budou v naší celulární DNA uloženy.
"Něco takového už je. Naše genomy jsou velmi důležité. Představte si však, že bychom mohli uložit všechny naše rodinné lékařské historie, obrázky a domácí videa do buněk zárodečné linie, které by pak mohly být předány našim dětem v jejich genomu, "řekl Nivala. "Možná bys mohl dokonce uložit slavnou receptu lasagny své matky.Vsadím se, že budoucí generace budou za to velmi vděčné. "
