A capacidade do sistema CRISPR / Cas de armazenar informações ajudou a fazer um sensor de bactérias, capaz de registrar dados de monitoramento em seu próprio DNA.
O uso do sistema de modificação genética CRISPR / Cas ajudou a "suplementar" as células bacterianas com um mecanismo de registro do estado do ambiente. Isso os tornará sensores ativos que monitoram o estado dos ecossistemas e dos humanos. Harris Wang e seus colegas da Columbia University, em Nova York, falaram sobre seu novo trabalho em um artigo publicado na Science.
Inaugurado apenas na virada do século XXI. O sistema CRISPR / Cas serve às bactérias como um análogo de nossa imunidade adquirida: a biblioteca de regiões de DNA CRISPR acumula informações sobre os vírus que a célula encontrou e as proteínas Cas trabalham com elas, reconhecendo rapidamente uma nova infecção. O uso de elementos desse sistema abriu perspectivas completamente novas para a modificação genética de organismos e proporcionou um desenvolvimento particularmente rápido nos últimos anos.
No entanto, se os engenheiros da GM usarem a capacidade do CRISPR / Cas de reconhecer fragmentos de DNA complementares ao modelo de RNA que os cientistas precisam e cortá-los exatamente no lugar certo, desta vez eles estarão interessados nas funções de "biblioteca" do sistema. “CRISPR / Cas é um dispositivo de memória biológica natural”, diz Harris Wang. "Do ponto de vista da engenharia, ele é extremamente estruturado, pois já passou por uma evolução que aprimorou sua capacidade de armazenar informações."
Os cientistas modificaram as bactérias para que reajam às mudanças em algum fator ambiental - por exemplo, o conteúdo de frutose ou cobre nele - sintetizando pequenos fragmentos de plasmídeos de DNA. Além disso, o sistema CRISPR / Cas foi modificado de modo que o aparecimento de um grande número de tais plasmídeos foi registrado na biblioteca CRISPR. Se, por exemplo, o cobre não bastasse, a célula sintetizava outros plasmídeos, que eram "armazenados" no CRISPR em vez dos "sinalizadores".
"Essa abordagem forneceu gravação estável por muitos dias e reconstrução precisa de métricas e tempo por meio do sequenciamento das sequências CRISPR", escrevem os cientistas no artigo.
Na próxima fase, Harris Wang e seus colegas planejam testar esse sistema para monitorar biomarcadores de doenças intestinais por pelo menos alguns dias. “Se essa bactéria for engolida por um paciente, ela será capaz de registrar todas as alterações que encontrar, passando por todo o trato digestivo”, diz o cientista, “revelando dados anteriormente invisíveis e inacessíveis”.
Sergey Vasiliev
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