ذخیره رویدادها در DNA سلول انسان

💢مهندسان زیست شناسی در دانشگاه MIT با تغییر در ترتیب DNA روشی برای ذخیره داده های پیچیده رویدادها بر روی DNA سلول های انسانی افریده اند که به آنها امکان بازیابی رویداد های گذشته، مثل التهاب، را میدهد.
🔸این سامانه ذخیره آنالوگ اطلاعات – که نوع اولیه آن می تواند مدت و شدت رویداد ها را ذخیره کند– کمک بزرگی به دانشمندان در بررسی چگونگی تغییرات تدریجی سلولها و تبدیل بافت های مختلف بدن در حین تکامل جنین، واکنش سلول به شرایط محیطی، و نحوه تغییرات ژنتیکی که منجر به بیماری میشود است.
🔸”تیموثی لو” یک استادیار مهندسی برق و علوم رایانه و مهندسی زیست می گوید: به منظور داشتن درکی ژرف تر از زیست شناسی، ما سلول ها را به گونه ای مهندسی کرده ایم که بتوانند تاریخچه رویدادهای خود را بر پایه داده های ذخیره شده در خود آنها, گزارش کنند. او افزود: این فناوری می تواند نقش قواعد درونی ژن و سایر رویدادهای درون سلولی در تکامل جنین و بیماریها را روشن کند.
🔸رویکرد جدید دانشگاه MIT بر اساس سامانه ویرایش ژنوم است که به نام CRISPR شناخته می شود. یک رشته کوتاه RNA، آنزیمی به نام Cas9 که قابلیت برش DNA دارد را به محل ویژه ای از ژنوم رسانده و آنرا برای انجام برشی از DNA هدایت می کند.
🔸روش GRISPR به طور گسترده ای در ویرایش ژنوم به کار می رود. اما گروه MIT از این روش برای ذخیره داده ها بهره بردند. سابقه عفونت های ویروسی قبلی در باکتریها، یعنی درجایی که روش GRISPR تکامل یافته، توسط سامانه ای ذخیره می شود و بنابراین می‌تواند ویروسهای مهاجم را شناسایی، و با آنها مبارزه کند.
🔸”پرلی” گفت : ما خواستیم که این روش را برای ذخیره داده ها در ژنوم انسان به کار بگیریم. هنگام استفاده از GRISPR در ویرایش ژن، پژوهشگران یک رشته RNA هادی که مناسب محل مورد نظر در ژنوم ارگانیسم میزبان است تولید میکنند. گروه MIT برای کد کردن داده ها رویکرد دیگری را در پیش گرفت. آنها رشته هادیی تولید کردند که DNA را می شناسد و رشته های هادی بسیار مشابه را کد میکند. در واقع چیزی تولید کردند که “Self-targeting guid RNA” یعنی رشته ای هادی که مقصدش را خودش تعیین میکند ، نام گرفت.
🔸با این رشته های RNA هادی جدید، Cas9 افزون بر ایجاد برش در DNA، رشته RNA هادی تازه را کد میکند و یک جهش ایجاد میکند که به معنی ذخیره دایمی یک رویداد است. این توالی DNA وقتی جهش یافت یک رشته RNA هادی جدید تولید میکند که هادی آنزیم Cas9 درDNA جهش یافته تازه است. تا زمانی که Cas9 و این رشته های خود مقصدیاب فعال هستند، جهش های بیشتری اتفاق افتاده و انباشته میشود.