2017年7月12日,美国哈佛大学医学院及威斯生物启发工程研究所研究团队在《自然》期刊上发表论文,描述利用CRISPR系统编码了一个人骑着马狂奔的视频短片。将基因组作为记录并随时获取信息的生物学硬盘,为数据存储提供全新的可能性,并且可按时间顺序记录细胞在发育或接触应激和病原体时的生物学过程。
细菌面对持续的病毒攻击而产生免疫力,这些免疫存活下来的记忆,会产生“间隔”序列,添加到细菌基因组中的CRISPR阵列。相同的病毒再次入侵,CRISPR-Cas9蛋白可以利用这些间隔序列摧毁它们。研究者将CRISPR系统的两种蛋白Cas1和Cas2设计为分子记录工具,并寻找最佳的间隔序列,显著扩大其记忆和储存潜力。
研究者将一张图片或一帧的每个像素中含有的数字信息和帧编码转化为DNA密码,并且将密码与其他的序列一起整合到间隔序列中,随后利用Cas1/Cas2活性,将按时间顺序排列的连续帧设计的间隔序列集合添加到基因组CRISPR阵列上,利用DNA测序再次取回所有CRISPR阵列,重建出视频短片的所有帧。
接下来,研究团队还将在其他的细胞类型中构建分子记录设备,并且进一步改造CRISPR系统来存储生物学信息,从而探索基础生物学过程和发育过程。
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