Сет Шипман записал фильм в ДНК – и это только начало

Он собирает полезные части – из бактерий, нервных клеток, множества генетических данных – и превращает их в инструменты, которые делают удивительные вещи. 

Одно из лучших его творений на данный момент – это коллекция живых бактериальных клеток с ДНК, которая несет в себе культовый фильм о бегущей лошади. Запись изображений или любой другой информации в генетический материал живых клеток нужна не только для развлечения; это еще дает ученым информацию о процессах, которые обычно скрыты. 

Представьте себе разработку регистрирующих клеток, способных подслушивать разрушение клеток, которое предшествует деменции в мозге. Или мониторинг сложных генетических инструкций, которые сообщают мозговым клеткам, как развиваться. 

Ученые пока не могут этого делать. Но Шипман терпелив. «Если вы беспокоитесь о том, что вы можете сделать прямо сейчас, трудно сделать большой шаг вперед», – говорит Шипман, биотехнолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Сет говорит, что для продвижения вперед часто требуется пауза, тщательный расчет, чтобы изучить ваши инструменты и немного осмотреться. 

Шипман и его коллеги выяснили, как лучше всего использовать инструмент редактирования генов CRISPR, чтобы получить бактериальную ДНК для приема чужих фрагментов, метод, описанный в 2016 году в Science.

Реакция на бегущую лошадь была огромной. Ученые были в восторге от перспектив технологии, а журналисты были очарованы идеей фильма, встроенного в ДНК. 

Возможность поставить внешнюю информацию в живые клетки, в правильном порядке, описана в 2017 году в журнале Nature, Шипман стал на 1 шаг ближе к своей конечной цели: создать инструмент для записи сложной клеточной информации внутри ДНК живых клеток и выявить биологические процессы которые остались неясными. Теперь команда Сета работает над еще одной большой задачей: заставить клетки самостоятельно записывать информацию. 

К примеру, они создали «дзен нейрон» – одну нервную клетку. Не имея соседних нейронов для отправки сигналов, эта необычная клетка соединилась с собой. 

Сейчас в своей лаборатории в Калифорнийском университете в Сан-Франциско Шипман до сих пор выращивает нейроны. Многие ученые пытаются выяснить, как клетки образуют свои сложные связи, разрывая их. «Вместо того, чтобы брать что-то, что работает, и ломать это, мы делаем что-то и пытаемся навести порядок», – говорит Шипман. 

Его урезанная система, состоящая из одного-пяти нейронов, растущих на одном «острове», предлагает способ проверить правила, регулирующие форму более сложных сетей в мозге. В конечном счете, способность управлять клетками для формирования правильных связей может стать основой терапии стволовыми клетками при заболеваниях головного мозга. Идеально запрограммированные нейроны смогут легко заменить клетки, потерянные при нейродегенеративных заболеваниях.