La capacité du système CRISPR / Cas à stocker des informations a aidé à fabriquer un capteur à partir de bactéries, capable d'enregistrer les données de surveillance dans son propre ADN.
L'utilisation du système de modification du gène CRISPR / Cas a permis de «compléter» les cellules bactériennes avec un mécanisme d'enregistrement de l'état de l'environnement. Cela en fera des capteurs vivants qui surveillent l'état des écosystèmes et des humains. Harris Wang et ses collègues de l'Université Columbia à New York ont parlé de leurs nouveaux travaux dans un article publié par Science.
Ouvert uniquement au tournant du XXIe siècle. Le système CRISPR / Cas sert aux bactéries d'analogue de notre immunité acquise: la bibliothèque de régions ADN CRISPR accumule des informations sur les virus que la cellule a rencontrés, et les protéines Cas travaillent avec elle, reconnaissant rapidement une nouvelle infection. L'utilisation d'éléments de ce système a ouvert des perspectives totalement nouvelles pour la modification génétique des organismes et lui a permis un développement particulièrement rapide ces dernières années.
Cependant, si les ingénieurs GM utilisent la capacité de CRISPR / Cas à reconnaître des fragments d'ADN complémentaires à la matrice d'ARN dont les scientifiques ont besoin et à les couper exactement au bon endroit, ils se sont cette fois intéressés aux fonctions «bibliothèque» du système. «CRISPR / Cas est un dispositif de mémoire biologique naturel», déclare Harris Wang. "D'un point de vue technique, il est remarquablement structuré car il a déjà traversé une évolution qui a perfectionné sa capacité à stocker des informations."
Les scientifiques ont modifié les bactéries pour qu'elles réagissent aux changements de certains facteurs environnementaux - par exemple, la teneur en fructose ou en cuivre - en synthétisant de courts fragments de plasmides d'ADN. De plus, le système CRISPR / Cas a été modifié de sorte que l'apparition d'un grand nombre de ces plasmides a été enregistrée dans la bibliothèque CRISPR. Si, par exemple, le cuivre ne suffisait pas, alors la cellule synthétisait d'autres plasmides, qui étaient «stockés» dans CRISPR au lieu de ceux «signal».
"Cette approche a fourni un enregistrement stable sur plusieurs jours et une reconstruction précise des métriques et du temps en séquençant les séquences CRISPR", écrivent les scientifiques dans l'article.
Dans la phase suivante, Harris Wang et ses collègues prévoient de tester un tel système pour surveiller les biomarqueurs des maladies intestinales pendant au moins quelques jours. «Si cette bactérie est avalée par un patient, alors elle pourra enregistrer tous les changements qu'elle rencontre, en passant par tout le tube digestif», explique le scientifique, «révélant des données auparavant invisibles et inaccessibles».
Sergey Vasiliev
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