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用CRISPR技术记录细胞事件

作者:Weixin Tang, David R. Liu

科学家们很久以前就认识到,为了理解细胞成分在最基本的水平上是如何工作的,需要一种方法来记录细胞的变化,同时也可以解释引起这些变化的原因。

简而言之,他们需要一个“黑匣子”来记录细胞生命中发生的所有事件。

一对麻省理工和哈佛研究院的研究人员Weixin Tang和David Liu 开发出一种新技术,利用碱基编辑工具和CRISPR Cas9核酸酶,建立了一种模拟多事件记录的摄像装置,记录在细菌和哺乳动物细胞中的细胞事件。

在**个摄像头1,他们将略有不同的两个质粒注入到细菌细胞,然后适当地刺激一个质粒,并利用CRISPR-Cas9技术对其进行切割,诱导细胞创建另一个来代替它。

这样做创造了事件发生时的记录。这种技术使研究人员能够记录细胞对刺激物(如营养素或抗生素)的反应。当互斥的DNA序列的比率变化时,该设备记录信号的振幅或持续时间。

在第二个摄像头2,当期望的信号在细胞内发生时,这对科学家使用碱基编辑工具改变单个碱基。

使用这种技术,他们记录了细胞暴露于诸如病毒、光、营养素和抗生素等物质时的反应,Wnt信号的变化。

当记录拷贝多质粒,只需要10-100个细胞,就可以得到可靠的读数。

刺激的顺序可以通过重叠的引导RNA设计来记录,记忆可以在多个周期被擦除和重新记录。

他们的研究报告显示,这种技术在细菌和人体细胞中都得到了成功的应用。

摄像系统作为“细胞数据记录器”,将内源性或外源性信号事件的历史记录到活细胞的**DNA序列修饰中。

团队的下一个挑战将是,当设计成活体测试动物的细胞时,该相机技术可以发挥作用。

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参考文献

Rewritable multi-event analog recording in bacterial and mammalian cells

Weixin Tang, David R. Liu

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