Синтетические организмы получат модули ДНК-памяти

Они способны записывать, хранить и перезаписывать информацию. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ее краткое содержание приводит сайт Nature News.

Схема работы модуля ДНК-памяти.

В основе разработанной конструкции находится регуляторный элемент (промотор), который может активировать соседние гены-маркеры, кодирующие флюоресцентные белки. Какой именно из флюоресцентных белков – красный или зеленый – будет активирован, зависит от ориентации промотора. Именно эта ориентация является носителем информации: при одной ориентации (состояние «0») может активироваться только зеленый флюоресцентный белок, при другой (состояние «1») – только красный.

Запись и перезапись информации в модули памяти осуществляется с помощью изменения ориентации промотора. Специальные ферменты по определенному сигналу вырезают промотор из ДНК и меняют его ориентацию – переводя из состояния «0» в «1» или наоборот.

Ученые позаимствовали эти ферменты у бактериальных вирусов – бактериофагов, некоторые из которых в ходе жизненного цикла встраивают свою ДНК в ДНК хозяев.

Сигналы, которые активируют ферменты смены ориентация промотора могут быть любыми, – это зависит от того, какую информацию генным инженерам требуется записать в модуль. Разработчики предлагают, например, записывать число делений клетки в организме.

Ученые показали, полученная память способна сохранятся на протяжении не менее сотни делений и не требует от синтетического организма излишних затрат на поддержание.

Разработанные модули могут пригодиться генным инженерам при создании микроорганизмов, синтезирующих искусственное топливо, создающих лекарства или борющихся с раковыми опухолями. Во всех этих приложениях контроль жизнедеятельности, основанный на зафиксированной индивидуальной истории, может оказаться полезным.

Модули памяти – одни из многих элементов, разработка которых требуется для создания полноценных синтетических организмов. Недавно ученым удалось сконструировать набор молекулярных реле, предназначенных для плавной регуляции работы генов.

Источник(и):

1. lenta.ru