استفاده از تکنیک اصلاح ژنتیک برای تبدیل باکتری به ذخیره کننده اطلاعات

روش «CRISPR-Cas» در ماه های اخیر به شدت مورد توجه مهندسین ژنتیک قرار گرفته که توانسته اند با استفاده از آن، اقدامات مهمی از جمله درمان برخی بیماری های ژنتیکی و مبارزه با ویروس HIV را انجام دهند.

دانشمندان مرکز پزشکی دانشگاه کلمبیا نیز به تازگی با استفاده از روش مورد اشاره، موفق شده اند باکتری «Escherichia coli» را که به صورت طبیعی در روده انسان یافت می شود، دستکاری کرده و به عنوان یک ذخیره کننده اطلاعات مورد استفاده قرار دهند.

سلول های زنده توانایی به خاطر سپردن مشخصات عوامل تهاجمی از جمله ویروس ها را دارند

در روش کریسپر، که یک فرآیند طبیعی سلول های زنده برای مقابله با ویروس ها است، سلول یا باکتری با به خاطر سپردن مشخصات عوامل تهاجمی از جمله ویروس ها، در صورت مواجهه مجدد با آنها در نسل های بعد، اقدام به برش زنجیره DNA مهاجم می کند که این قابلیت برای انجام دستکاری های ژنتیکی بسیار کاربردی خواهد بود. البته محققین دانشگاه کلمبیا دستاورد جدید خود را مدیون بخش اول یعنی امکان ذخیره سازی اطلاعات توسط سلول های زنده هستند.

نحوه تبدیل سلول باکتری به ذخیره کننده اطلاعات نیز بدین صورت است که با بهره گیری از بخشی به نام «پلاسمید» در DNA سلول و فراهم کردن امکان تکثیر برای آن، سیگنال های خارجی منجر به واکنش و ثبت اطلاعات به صورت یک کپی از پلاسمید اصلی می شوند که در کنار آن، پلاسمید دیگری (که همیشه فعال است) برای ثبت روند زمان به کار گرفته می شود.

در واقع ترکیب دو عامل مورد اشاره دانشمندان را قادر می کند با مشاهده رخدادها در سیر زمانی مشخص، به اطلاعات ارزشمندی از محیط اطراف سلول باکتری دست پیدا کنند که پیش از این در چنین ابعاد کوچکی ممکن نبود.

گفتنی است روش کریسپر قبلاً برای ذخیره سازی داده هایی مانند کتاب و تصویر روی رشته های DNA مورد استفاده قرار گرفته بود، اما این نخستین باری است که یک سلول زنده به عنوان ضبط کننده خودکار اطلاعات محیط به خدمت گرفته می شود.