Категории: Биология

Сет Шипман записал фильм в ДНК – и это только начало

Лайнуть/Поделиться

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.

Используя CRISPR, исследователи закодировали пять кадров в этой гифке размером 36 на 26 пикселей в ДНК бактерий E. coli.
Затем изображения были декодированы от более поздних поколений бактерий (оригинальные изображения, слева; реконструированы из бактерий, справа).

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.

Сет Шипман и его коллеги разрабатывают простые цепи нервных клеток человека в лабораторных чашках, которые могут помочь понять, как образуются более сложные сети.
(Аксоны, отправляющие сигналы, зеленые, дендриты, принимающие сигналы, оранжевые, ядра клеток синие, астроциты фиолетовые.)

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.

Редакция

Опубликовала
Редакция

Недавние публикации

Инструмент AI отслеживает время, которое политики проводят в своих телефонах

Этот удобный инструмент использует машинное обучение и распознавание лиц для измерения. Разработчик из Бельгии, Дрис… Читать далее

08/07/2021

Псилоцибин увеличивает число нейронных связей на 10%

Псилоцибин вызывает быстрый и стойкий рост дендритных шипов в лобной коре in vivo. Структурное ремоделирование, вызванное… Читать далее

07/07/2021

Женщины не пожалели о сделанном аборте годы спустя

В течение пяти лет после сделанного аборта большинство женщин не жалеют о своем решении —… Читать далее

04/07/2021

Отбор эмбрионов, направленный на обеспечение интеллекта детей. Реальная услуга с сомнительными результатами

В специальном отчете, опубликованном в New England Journal of Medicine, возникают серьезные вопросы о преимуществах, рисках и… Читать далее

03/07/2021

CRISPR, введенный в кровь, впервые лечит генетическое заболевание

Редактор генов CRISPR отлично справляется с фиксацией болезненных мутаций в выращенных в лаборатории клетках. Но использование… Читать далее

27/06/2021

Микробные фермы на солнечных батареях, как альтернативный источник белка

Ученые обнаружили, что микробы могут производить в 10 раз больше пищи, чем растения. Идея исследователей… Читать далее

27/06/2021