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Science:利用CRISPR构建出细胞事件记录器---CAMERA

来源:本站原创 2018-02-19 23:41


2018年2月19日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国布罗德研究所的Weixin Tang和David R. Liu开发出一种利用CRISPR构建细胞事件记录系统的技术。在他们于2018年2月15日在线发表在Science期刊上的标题为“Rewritable multi-event analog recording in bacterial and mammalian cells”的论文中,他们描述了这种技术和利用它开发出的两种记录系统。Jon Cohen针对这项研究在2018年2月16日的Science期刊上进行了讨论。
图片来自CC0 Public Domain。

科学家很早以前就意识到为了理解细胞组分如何在最为基础的水平上发挥作用,他们需要一种方法来记录细胞发生的变化,以及对导致这些变化的原因作出的一种可能的解释。简而言之,他们需要一种“黑盒子(black box)”来记录细胞在它的一生当中发生的所有事件。科学家一直在努力开发这样的一种黑匣子,但迄今为止,结果并不是鼓舞人心的。在这项新的研究中,这两名研究人员报道他们开发出一种被称作CAMERA(CRISPR-mediated analog multi-event recording apparatus, CRISPR介导的模拟多事件记录装置)的技术,他们利用这种技术构建出两种类型的细胞记录系统。

在第一种被称为“CAMERA 1”的细胞记录系统中,这两名研究人员将两种彼此之间略有不同的质粒注射到细菌细胞中,随后在接触到所需的刺激物期间,利用CRISPR-Cas9对这两种质粒中的一种进行切割,从而诱导细胞产生另一种质粒来取代它。这样做就会在事件发生时记录它们。这种技术允许这两名研究人员记录细胞如何对营养物或抗生素等刺激物作出反应。

在第二种被称为“CAMERA 2”的细胞记录系统中,当所需的信号在细胞中发生时,这两名研究人员利用碱基编辑器(base editor)改变遗传密码中的单个碱基。利用这种技术,他们记录当接触病毒、营养物和抗生素等刺激物时,细胞如何作出反应。他们报道这种技术成功地用于细菌细胞和人细胞中。

正如Cohen注意到的那样,这两名研究人员面临的下一个挑战将是证实这种CAMERA技术在活的动物体内的细胞中也能够发挥作用。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Weixin Tang, David R. Liu. Rewritable multi-event analog recording in bacterial and mammalian cells. Science, Published online: 15 Feb 2018, doi:10.1126/science.aap8992

Jon Cohen.‘CAMERA’ records cell action with new CRISPR tricks. Science, 16 Feb 2018, 359(6377):728, doi:10.1126/science.359.6377.728

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