Uzun ömürlü yanıtlarına geçici bilginin dönüştürülmesi birçok biyolojik sürecin oluşmasında bir ortak özellikleri, ve karmaşık sentetik devrelerin tasarımı için çok önemlidir. Genomik DNA, canlı hücrelerde bilgilerin depolanması için zengin bir ortam sağlar. Ancak, mevcut hücresel bellek teknolojileri kendi depolama kapasitesi ve ölçeklenebilirlik sınırlıdır.
SCRIBE genomik bellek kodlanmış dağıtımlı sağlar. Bir girişin bulunması durumunda, ssDNA'larının (turuncu eğri çizgiler) bir plasmid ile taşınan kaset (gri daireler) üretilen ve sekansı bazında üzerinde hedeflenen özel genomik lokus (turuncu daireler) ile biraraya homolojiye sahip olacaktır. Bu, giriş büyüklüğü ve maruz kalma süresi bir fonksiyonu olarak hassas mutasyon (yeşil hücrelerinde yıldız) birikimi ile sonuçlanır.
Gerekçe
Biz hücre popülasyonlarının yaşam bilgileri ezberlemek için bir "teyp" genomik DNA'sına dönüştürülür. Bu SCRIBE ile (Biyolojik Etkinlik entegre Sentetik Hücresel kaydediciler), gen düzenleyici sinyallere yanıt olarak, canlı hücrelerin içindeki tek bağlı DNA (ssDNA) üretilmesi için bir metod ve modüler bir yapısı elde edilmiştir. Bir yeniden bağlayıcının ile birlikte eksprese olduğunda, bu ssDNA'larının bu şekilde genetik olarak kodlanmış belleğe geçici hücresel sinyalleri dönüştürülmesi, dizi homolojisi temelinde belirli hedef lokusları arayabilir ve genomik DNA içine hassas mutasyonların katılması. Bu bulunan, biyolojik bellek bakteri kültürlerinde hücrelerin çok sayıda kullanır ve belirli bir mutasyon taşıyan hücrelerin fraksiyonu şeklinde toplu genomik DNA'ya bilgiyi kodlar.
Sonuçlar
Bu işaret, sağlar olduğunu göstermektedir ssDNA'larının içine düzenleyici sinyallerini çevirerek canlı hücreler DNA depolama kayıtlarına keyfi transkripsiyonel girdilerin kayıt. Escherichia coli olarak, hibrit RNA, ssDNA moleküllerini üretmek için bir ters transkriptaz proteini kullanmak tasarlanmış retrons gelen ssDNA'larının belirtilmiştir. Bu hücre ifade ssDNA'larının onlar birleştirilir ve kalıcı belleğe dönüştürülür özgü genomik loci içine hedeflenir. Biz genomik depolanan bilgileri kolayca ssDNA şablonu değiştirerek yeniden programlanması ve hem kimyasal ve hafif girişler üzerinden kontrol edilebilir olduğunu göstermektedir. Bu genetik olarak kodlanmış bellek haberci genlere, fonksiyon deneyleri, ve yüksek verimli DNA sekans dahil olmak üzere çeşitli teknikler ile okunabilir göstermektedir.
SCRIBE: Böyle bir girişine maruz büyüklüğü ve zaman aralığı gibi analog bilgilerin kaydetmesini sağlar. Bu kullanışlı özellik biz matematiksel model ve bilgisayar simülasyonları ile valide bizim mevcut sistemin (~ kuşak başına 10 -4 rekombinasyonlar), bir ara rekombinasyon oranı ile kolaylaştırılır. Örneğin, bağımsız bir indüksiyon Desenin, 12 gün (~ 120 kuşak) gibi bakteriyel popülasyonların DNA belleğinde kimyasal teşvik toplam maruz kalma süresi kaydedilir. Bu nüfus mutantların frekansı doğrusal toplam maruz kalma süresi ile ilgilidir.
Ayrıca, SCRIBE-mutasyonlar yazılı ve silinir ve bakteriyel popülasyonların dağıtılmış genomik DNA'sı üzerinde birden fazla giriş kaydetmek için kullanılabilir edilebilir olduğunu göstermektedir. Son olarak, biz SCRIBE bellek "," giriş "bağımsız ayrılacak yazma" ve "okuma" işlemlerini ve genetik oluşturmak için kullanılan "mantık-ve-bellek" devreleri, hem de "numune-ve-tut" devreleri edilebileceğini göstermektedir .
Sonuç
Biz canlı hücre popülasyonlarının dağılmış analog, tekrar yazılabilir için genomik DNA ve esnek bellek kullanan ölçeklenebilir bir platform açıklar. Biz SCRIBE çevresel ve biyomedikal uygulamalar için uzun vadeli hücresel kaydedicileri sağlayacağını tahmin ediyoruz. SCRIBE tarafından ulaşılabilir rekombinasyon verimliliği Geleceği optimizasyonu daha verimli tek hücreli dijital anılar ve gelişmiş genom mühendislik teknolojileri yol açabilir. Ayrıca, diğer gen düzenleme teknolojileri ile rasgele hedeflenen mutasyon oluşumunu düzenleme yeteneği genomik ek organizmalarda bellek kodlanmış imkan vermelidir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder