Факторы окружающей среды или вирусные инфекции влияют на активность генов бактериальных клеток. Это выяснили сотрудники факультета биосистемной науки и инженерии (D-BSSE) Швейцарской высшей технической школы Цюриха, расположенного в Базеле. Процессы биосинтеза молекул и изменения активности генов в основном проявляются на уровне иРНК, но, поскольку такие клетки быстро погибают, ученые долго не могли найти способ для всестороннего изучения истории бактериальной клетки. Это удалось только ученым из Базеля.
С помощью системы CRISPR-Cas ученые смогли создать систему молекулярной записи. В этой системе последовательность синтеза молекул РНК хранится в виде кольцевых молекул ДНК (плазмидов), после чего генетическая информация переписывается на особые участки ДНК, называемые CRISPR-матрицей. CRISPR-матрицы также могут хранить короткие последовательности ДНК (спейсеры), которые были получены из патогена. Спейсеры от разных патогенов отделены друг от друга последовательностями ДНК.
Для практического применения эту информацию необходимо представить в виде многоступенчатого процесса, создающего стабильные фрагменты ДНК в хронологическом порядке. Затем ее можно будет передать от одного поколения бактерий к другому.
«Наша система – это биологический регистратор данных. Она записывает генетический ответ бактерий на воздействие внешних факторов и дает доступ к этой информации даже после смены многих поколений бактерий», – отмечает Флориан Шмидт, один из ведущих исследователей проекта под руководством Рэндалла Платта из D-BSSE.
Платт добавляет: «Ученые долго работали над созданием искусственных форм клеточной памяти. Однако мы стали первыми, кому удалось записать информацию об экспрессии каждого гена клетки во временной перспективе».
