DNA Research: Encoding Medical Records
Оглавление:
- Как это можно было использовать в людях
- Слияние технологий и биологии
- Кодирование личной информации в нашу ДНК
В 1878 году серия фотографий гонщика на его скачущей лошади превратилась в первый в истории фильм под названием «Галопирующая лошадь. «
Недавно исследователи из Гарвардского университета смогли воссоздать этот классический движущийся образ в ДНК бактерий E. палочка.
РекламаРекламаПравильно. Они закодировали фильм на бактерии.
Изображения и другая информация уже давно кодируются в бактерии.
Тем не менее, исследователи из Гарварда сделали еще один шаг вперед с помощью инструмента для редактирования генов CRISPR-Cas.
РекламаЭтот процесс позволяет ячейкам собирать информацию, закодированную в формате ДНК, в хронологическом порядке, чтобы она могла создавать память или изображение, как это делает камера.
«Самый большой отрыв от этой работы состоит в том, что бактериальная система CRISPR-Cas, которую мы использовали в качестве синтетической молекулярной системы записи, способна захватывать и стабильно хранить практические объемы реальных данных», - говорит Джефф Нивала, исследователь отдела генетики Гарвардской медицинской школы, рассказал Healthline.
Как это можно было использовать в людях
Кодируя реальные картины и несколько кадров классического конного фильма, Нивала и его коллеги пытались представить информацию, которая будет резонировать с публикой.
Более серьезным моментом их исследований является запись биологической информации с течением времени.
Так как кинокартины в настоящее время являются одним из самых больших наборов данных, исследователи считают, что их работа закладывает основу для того, чтобы в конечном итоге использовать бактерии в качестве мини-камер, которые могут путешествовать по всему телу, записывая неизвестную информацию.
Их работа изменяет способ изучения сложных систем в биологии. Исследователи надеются, что с течением времени регистраторы станут стандартными во всей экспериментальной биологии.
В настоящее время способ получить информацию из ячеек - следить за ними или нарушать их, беря данные. С помощью молекулярного регистратора ячейка каталогизирует свои собственные данные, то есть она может прогрессировать и развиваться без вмешательства исследователей.
РекламаРеклама«Меня больше всего волнует емкость и стабильность системы, которые потенциально очень большие и длинные», объяснила Нивала. «Это важно, потому что, основываясь на нашей текущей работе, мы надеемся отслеживать очень сложные биологические явления в течение длительных периодов времени. Для этого требуется огромное количество стабильного пространства для хранения. «
Например, он считает, что исследователи теперь могут изучить способы использования технологии для практического использования, такие как программирование бактерий кишечника для записи информации о вашем рационе или здоровье.
«Ваш врач может использовать эти данные для диагностики и отслеживания болезней», - сказала Нивала.
РекламаСлияние технологий и биологии
В то время как Нивала считает, что крошечные камеры, занимающиеся серфингом в нашем теле и мозгу, произойдут в будущем, он говорит, что это может быть немного далеко.
Тем более, что строительные машины в молекулярном масштабе являются проблемой.
РекламаРеклама«Реально, мы, вероятно, очень далеки от того, чтобы каждая ячейка в мозге записывала свою синаптическую деятельность», - сказал он. «Система CRISPR-Cas является прокариотической, что означает, что при переносе этих генов в клетки млекопитающих необходимо преодолеть определенные проблемы, особенно когда мы точно не знаем, как каждая часть системы CRISPR-Cas функционирует в бактериях. «
Однако он действительно думает, когда это произойдет, из-за объединения биологии и технологий.
«Насколько мала мы можем построить цифровое записывающее устройство с использованием обычных материалов, таких как металл, пластик и кремний? Ответ заключается в том, что мы даже не близки к достижению точности и точности, с помощью которых биология может создавать наноразмерные устройства », - сказала Нивала.
РекламаНо мы не должны чувствовать себя плохо по этому поводу, добавил он.
«У природы было всего несколько миллиардов лет». Вот почему инженеры теперь обращаются к биологии, чтобы найти новые способы, чтобы строить вещи в молекулярном масштабе. И когда вы строите технологию из биологии, тогда гораздо проще взаимодействовать и связываться с природными биологическими системами », - сказала Нивала.
РекламаРекламаОн уверен, что эта текущая работа закладывает основу для биологической системы записи на основе клеток, которая может быть связана с датчиками, которые позволяют системе ощущать любую соответствующую биомолекулу.
Кодирование личной информации в нашу ДНК
Может ли это привести к кодированию информации в нашу ДНК, например, наши медицинские записи или номер социального страхования или данные кредитной карты?
В какой-то степени это уже происходит в торгово-промышленной компании Three Square Market, в Висконсине. Около 50 сотрудников компании приняли предложение своего работодателя о внедрении электромагнитного микрочипа в руки. Они могут использовать его для покупки продуктов на работе, входа в компьютеры и запуска копирования.
По сравнению с размером зерна риса, чип подобен чипам, имплантированным в домашних животных для идентификации и отслеживания. Однако этот чип имеет рабочее расстояние всего 6 дюймов.
BioHax International, шведский производитель чипа, хочет в конечном итоге использовать чип для более широких коммерческих приложений.
Это только начало возможностей, по словам Нивала, которая считает, что в один прекрасный день все наши самые важные данные будут храниться в нашей клеточной ДНК.
«В некотором смысле, некоторые из них уже есть. Наши геномы очень важны. Но представьте, можем ли мы хранить всю историю болезни, фотографии и домашние видеоролики в клетках зародышевой линии, которые затем могут быть переданы нашим детям в их геномах », - сказала Нивала. «Может быть, вы даже можете сохранить знаменитый рецепт лазаньи вашей матери.Бьюсь об заклад, будущие поколения были бы очень благодарны за это. «
