由于大部分的突变会导致DNA序列的部分缺失,研究人员设计的RNA向导链长于通常的20个核苷酸。研究显示,40个核苷酸的序列足够记录一个月。此外,他们还设计了70个核苷酸的序列,可更长时间的记录生物学信号。

2作用机制

在这种自我靶向向导RNA的引导下,Cas9酶会切割编码这一向导链的DNA,产生突变,从而成为这一事件的永久记录。被编辑的DNA序列一旦突变后,会产生新的向导RNA链,指引Cas9作用于新突变的DNA。只要Cas9有活性或者自我靶向向导RNA依然表达,这种突变就会不断积累。

通过调节Cas9或自我靶向向导RNA的活性,这一系统能够提供基因组编码记忆。举例来说,研究人员可以设计一种特定基因回路,只有在靶分子(如TNF- α)存在时,Cas9才会表达。每当TNF-α存在时,Cas9就会切割编码向导序列的DNA,生成突变。接触TNF-α的时间越长或TNF-α的浓度越高,DNA序列中累积的突变就越多。随后,通过测序DNA,研究人员可以确定接触的程度如何。

3应用前景

在这一研究上,科学家们还证实,该系统能够记录小鼠体内的炎症反应。研究人员表示,目前这一方法最有可能用于研究人类细胞、组织或工程器官。通过记录细胞中发生的事件,科学家们可以监测炎症、感染或癌症的进展。它还有可能用于研究动物从胚胎发育为成体过程中细胞特异性分化为不同组织的过程。

480后“大牛”的跨界传奇史

作为一名新生代学者,卢冠达博士(Timothy K. Lu)曾在2010年入选MIT Technology Review评出的“35 Innovators Under 35”榜单。这一评选始于1999年,曾经的入选者包括Facebook的创始人Mark Zuckerberg、Linux之父Linus Torvards、Yahoo创始人杨致远以及美国科学院院士庄小威等。

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