pourbehesht
31st January 2015, 03:17 AM
http://vimb.ir/content/news/1119/1119l.jpg
با در دستور کار قرار دادن سلول برای ایجاد DNA تک رشته، یک تیم از محققان روشی را برای به رمز درآوردن اطلاعات آنالوگ به ضبط نوار ژنومی نشان دادند.
DNA یک نمونه فوق العاده موثر و کارآمد از ذخیره سازی اطلاعات با سطوح مختلف رمزگذاری و انعطاف پذیری است. به همین دلیل است که بسیاری از محققان با ایده دستکاری DNA برای ذخیره اطلاعات بازی می کنند. چندین گروه تا آنجا پیش رفته اند که طرح های کدگذاری را درست کرده تا اطلاعات را در مناطق غیر کد گذاریDNA (که بعدا می توانند با استفاده از فن آوری های مختلفی از قبیل توالی یابی DNA خوانده شود) قرار دهند. در حالی که روشن است که اطلاعات را می توان در DNA قرار داد، ممکن است به طور مستقیم بتوان تاریخچه و وقایع سلولی را در DNA یک سلول زنده به منظور بررسی های بعدی ضبط کرد.
به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، Fahim Farzadfard و Timothy Lu (از موسسه تکنولوژی ماساچوست) روشی را برای ضبط نوار ژنومییک توسعه داده اند. در شماره اخیر مجله Science، محققان تکنیک جدیدی را گزارش کرده اند که امکان ضبط درDNA را نه تنها در مورد اتفاقی که افتاده است بلکه زمان و دامنه سیگنال رونویسی را فراهم می آورد، این کار برای اولین بار شکلی از حافظه آنالوگ القایی در سلول ها را ایجاد کرد.
مفهوم اساسی در پشت روش Fahim Farzadfard و Timothy Lu نسبتا ساده است: DNA تک رشته ای (ssDNA) در پاسخ به سیگنال های بیولوژیکی در داخل سلول ایجاد می شودکه در حضور رکامبیناز، مکان ژنومی خاصی را برای نوترکیبی همولوگ با ssDNA مورد هدف قرار می دهد.
ما بدنبال راهی برای بیان ssDNA در داخل بدن بودیم و این DNA سنتزی می تواند به عنوان شکلی از حافظه در داخل ژنوم گنجانده شود.
Lu توضیح می دهد که: از آنجایی که این آنزیم ها RNA را به DNA تبدیل کنند و این سنتز تحت کنترل ترنسکریپتاز می باشد، بنابراین سیستم های درگیر در ترسکریپتاز معکوس (RT) مسیر معقولی برای آزمایش هستند.
Retron ها (یک کلاس منحصر به فرد از توالی هایDNA باکتریایی که ترسکریپتاز معکوس و و دو جزء دیگر RNA (پرایمر و الگو) را به رمز در می آورد) همه در نوار هستند. Fahim Farzadfard و Timothy Lu متوجه شدند که اگر آنها یک پروموتر القاء کننده را به کاست retron اضافه کنند و سپس الگو retron را برای شناسایی جایگاه ژنومی خاص اضافه کنند، retron ها می توانند راه مناسبی برای تولید ssDNA در سیستم حافظه آنالوگ آنها باشد.
آنها پس از چند آزمون و خطا قادر به ایجاد یکretron القایی شدند که الگوی ssDNA اصلاح شده را ایجاد می کند. سپس نویسندگان دیدگاه های خود را برای ادغام الگوی ssDNA تازه سنتز شده با DNA باکتریایی سوق دادند. تحقیقات قبلی نشان داده بود که بتا رکامبیناز می تواند بطور موثر الیگو نوکلئوتید های ssDNA سنتزی را با DNA باکتری ترکیب کند، بنابراین نویسندگان استدلال کردند که رکامبیناز مشابه در پاسخ به سیگنال های رونویسی می تواند تغییرات ژنومی خاص در مکان های شناخته شده را ایجاد کند.
به منظور نشان دادن توانایی سیستم در تولید ssDNA و در پاسخ به سیگنال، کاست retron تحت کنترل پروموتر القایی قرار داده شد. هنگامی که با IPTG القا شد، ssDNA می تواند شناسایی شود اما این اثر زمانی که نویسندگان، retron را با جهش نقطه ای در جایگاه فعال ترانسکریپتاز معکوس آزمایش کردند، از بین رفته بود.. در اینجا محققان از یک سویه حساس کانامایسین با retron دربرگیرنده یک قالب با توانایی اصلاح جهش ژن کانامایسین استفاده کردند که منجر به یک فنوتیپ حساس می شود. هنگامی که با IPTG القا شد، سلول ها از کانامایسین حساس به نوع مقاوم برگشتند. این امر نشان دهنده این است که بازنویسی جهش های کانامایسین رخ داده است.
نویسندگان سیستم جدید خود را (synthetic cellular recorders integrating biological events) SCRIBE نامیدند و در ادامه بدنبال نشان دادن توانایی عملکرد "ضبط" بر اساس سیگنال ها، ثبت دامنه سیگنال و نیز تعیین زمان ورودی سیگنال بر آمدند. دامنه منطقی سیگنال با استفاده از سیستم SCRIBE در این واقعیت نهفته است که این رویکرد ها به سلول ها در جمعیت نگاه می کند و نه به تک سلول ها.
اما Lu می گوید: تلاش های آینده می تواند بر روی تک سلول ها و کارایی سیستم SCRIBE متمرکز شود. ما در حال کار برای افزایش بهره وری نوشتن هستیم. این کار به ما اجازه می دهد تا ویرایش ژنوم با راندمان بالا و پیاده سازی حافظه تک سلولی را انجام دهیم. از این جهت حتی حافظه های بیشتری هم ایجاد خواهد شد.
منبع:
Farzadfard F and Lu, T.K. Genomically encoded analog memory with precise in vivo DNA writing in living populations. Science 346, 6211 (2014).
منبع : vimb
با در دستور کار قرار دادن سلول برای ایجاد DNA تک رشته، یک تیم از محققان روشی را برای به رمز درآوردن اطلاعات آنالوگ به ضبط نوار ژنومی نشان دادند.
DNA یک نمونه فوق العاده موثر و کارآمد از ذخیره سازی اطلاعات با سطوح مختلف رمزگذاری و انعطاف پذیری است. به همین دلیل است که بسیاری از محققان با ایده دستکاری DNA برای ذخیره اطلاعات بازی می کنند. چندین گروه تا آنجا پیش رفته اند که طرح های کدگذاری را درست کرده تا اطلاعات را در مناطق غیر کد گذاریDNA (که بعدا می توانند با استفاده از فن آوری های مختلفی از قبیل توالی یابی DNA خوانده شود) قرار دهند. در حالی که روشن است که اطلاعات را می توان در DNA قرار داد، ممکن است به طور مستقیم بتوان تاریخچه و وقایع سلولی را در DNA یک سلول زنده به منظور بررسی های بعدی ضبط کرد.
به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، Fahim Farzadfard و Timothy Lu (از موسسه تکنولوژی ماساچوست) روشی را برای ضبط نوار ژنومییک توسعه داده اند. در شماره اخیر مجله Science، محققان تکنیک جدیدی را گزارش کرده اند که امکان ضبط درDNA را نه تنها در مورد اتفاقی که افتاده است بلکه زمان و دامنه سیگنال رونویسی را فراهم می آورد، این کار برای اولین بار شکلی از حافظه آنالوگ القایی در سلول ها را ایجاد کرد.
مفهوم اساسی در پشت روش Fahim Farzadfard و Timothy Lu نسبتا ساده است: DNA تک رشته ای (ssDNA) در پاسخ به سیگنال های بیولوژیکی در داخل سلول ایجاد می شودکه در حضور رکامبیناز، مکان ژنومی خاصی را برای نوترکیبی همولوگ با ssDNA مورد هدف قرار می دهد.
ما بدنبال راهی برای بیان ssDNA در داخل بدن بودیم و این DNA سنتزی می تواند به عنوان شکلی از حافظه در داخل ژنوم گنجانده شود.
Lu توضیح می دهد که: از آنجایی که این آنزیم ها RNA را به DNA تبدیل کنند و این سنتز تحت کنترل ترنسکریپتاز می باشد، بنابراین سیستم های درگیر در ترسکریپتاز معکوس (RT) مسیر معقولی برای آزمایش هستند.
Retron ها (یک کلاس منحصر به فرد از توالی هایDNA باکتریایی که ترسکریپتاز معکوس و و دو جزء دیگر RNA (پرایمر و الگو) را به رمز در می آورد) همه در نوار هستند. Fahim Farzadfard و Timothy Lu متوجه شدند که اگر آنها یک پروموتر القاء کننده را به کاست retron اضافه کنند و سپس الگو retron را برای شناسایی جایگاه ژنومی خاص اضافه کنند، retron ها می توانند راه مناسبی برای تولید ssDNA در سیستم حافظه آنالوگ آنها باشد.
آنها پس از چند آزمون و خطا قادر به ایجاد یکretron القایی شدند که الگوی ssDNA اصلاح شده را ایجاد می کند. سپس نویسندگان دیدگاه های خود را برای ادغام الگوی ssDNA تازه سنتز شده با DNA باکتریایی سوق دادند. تحقیقات قبلی نشان داده بود که بتا رکامبیناز می تواند بطور موثر الیگو نوکلئوتید های ssDNA سنتزی را با DNA باکتری ترکیب کند، بنابراین نویسندگان استدلال کردند که رکامبیناز مشابه در پاسخ به سیگنال های رونویسی می تواند تغییرات ژنومی خاص در مکان های شناخته شده را ایجاد کند.
به منظور نشان دادن توانایی سیستم در تولید ssDNA و در پاسخ به سیگنال، کاست retron تحت کنترل پروموتر القایی قرار داده شد. هنگامی که با IPTG القا شد، ssDNA می تواند شناسایی شود اما این اثر زمانی که نویسندگان، retron را با جهش نقطه ای در جایگاه فعال ترانسکریپتاز معکوس آزمایش کردند، از بین رفته بود.. در اینجا محققان از یک سویه حساس کانامایسین با retron دربرگیرنده یک قالب با توانایی اصلاح جهش ژن کانامایسین استفاده کردند که منجر به یک فنوتیپ حساس می شود. هنگامی که با IPTG القا شد، سلول ها از کانامایسین حساس به نوع مقاوم برگشتند. این امر نشان دهنده این است که بازنویسی جهش های کانامایسین رخ داده است.
نویسندگان سیستم جدید خود را (synthetic cellular recorders integrating biological events) SCRIBE نامیدند و در ادامه بدنبال نشان دادن توانایی عملکرد "ضبط" بر اساس سیگنال ها، ثبت دامنه سیگنال و نیز تعیین زمان ورودی سیگنال بر آمدند. دامنه منطقی سیگنال با استفاده از سیستم SCRIBE در این واقعیت نهفته است که این رویکرد ها به سلول ها در جمعیت نگاه می کند و نه به تک سلول ها.
اما Lu می گوید: تلاش های آینده می تواند بر روی تک سلول ها و کارایی سیستم SCRIBE متمرکز شود. ما در حال کار برای افزایش بهره وری نوشتن هستیم. این کار به ما اجازه می دهد تا ویرایش ژنوم با راندمان بالا و پیاده سازی حافظه تک سلولی را انجام دهیم. از این جهت حتی حافظه های بیشتری هم ایجاد خواهد شد.
منبع:
Farzadfard F and Lu, T.K. Genomically encoded analog memory with precise in vivo DNA writing in living populations. Science 346, 6211 (2014).
منبع : vimb