Eadweard Muybridgeは、初期の映画と科学的観察の両方のパイオニアでした。疾走する馬の彼の象徴的なクリップは、動物が動いているときに4つのひづめをすべて地面から持ち上げたかどうかについての賭けを解決するために有名に使用されました。
この画期的な進歩から130年以上が経ち、科学者がこの象徴的なフィルムを生細胞のDNAにエンコードすることに成功したため、マイブリッジは別の中心にあります。その結果がいわゆる有機GIFであり、研究者が分子レコーダーと呼んでいるものの最初のステップであり、生細胞内に存在し、観察し、情報を取得することができます。
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ハーバード大学医学部の遺伝学者である神経科学者のセス・シップマン氏は、細胞を歴史家に変えたいと考えています。私たちは、今日のテクノロジーよりもはるかに小型で用途の広い生物学的記憶システムを想定しています。このシステムは、時間の経過とともに多くのイベントを非侵入的に追跡します。
遺伝子編集技術CRISPRを使用して、国立衛生研究所（NIH）の資金提供を受けた科学者は、遺伝情報だけでなく、任意の連続情報をゲノムにエンコードできることを証明しようと試みました。彼らは最初に、人間の手の単一の画像と、細菌の免疫防御の助けを借りてこれを行いました。
（上：左側は、ヌクレオチドにコード化され、生きている細菌のCRISPR-Cas適応システムによってキャプチャされた人間の手の画像です。右側は、細菌のゲノムを配列決定することによって回収された、複数世代の細菌増殖後の画像です。 。クレジット：Seth Shipman）
バクテリアがウイルスに攻撃されると、その細胞はウイルスの遺伝暗号を切断して処理する酵素を生成します。これは、侵入者を記憶し、ウイルスの遺伝暗号の一部を取得して、パイクに頭を置くように、それを独自のゲノムに追加するために行われます。時間が経つにつれて、細菌のゲノムが成長し、ウイルスからのより多くの遺伝暗号が追加され、より多くの頭がパイクに積み重ねられます。
Shipmanと彼の同僚は、CRISPRシステムを使用してこのプロセスをハッキングしました。 CRISPR-Cas9は、ウイルスの遺伝暗号を切断する細菌の免疫系のタンパク質であり、Cas1とCas2は、ウイルスDNAをゲノムに挿入するタンパク質です。重要なことに、これらのタンパク質は、遭遇した順序でDNAを追加します。つまり、科学者は、シーケンシャル情報を使用して特別に設計されたE.Coli合成鎖のDNAを供給することができます。これは、デコードして画像または一連のフレームに変換できます。アニメーションで。詳細については、CRISPRに関する完全な説明をお読みください。
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短編映画をDNAにエンコードすることは印象的ですが、科学者はある種のセルラーレベルのNetflixアプリを作成することを計画していません。マイブリッジクリップは、CRISPRシステムが生細胞を記録装置に変え、周囲から情報を引き出し、ゲノム内に連続記録を保持する範囲を示すことを目的としています。これは、病気のモデル化から土壌中の汚染物質のレベルの監視まで、あらゆる場面で使用できます。
特にエキサイティングなアプリケーションの1つは、神経学です。神経内科医として訓練を受けたシップマンは、この技術が、脳の活動と発達を脳内から記録することにより、研究者が脳の謎を解き明かす方法に重要な役割を果たすことができると信じています。マイブリッジの映画の技法により、人間は人間の目には知覚できないものを見ることができましたが、分子レコーダーもこれまで隠されていたものを垣間見ることができました。
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シップマン氏によると、ニューロンを使用して、発達を通じて脳の分子履歴を記録したいと考えています。このような分子レコーダーを使用すると、アクセスを取得したり、細胞を直接観察したり、システムを破壊して遺伝物質やタンパク質を抽出したりすることなく、最終的に脳内のすべての細胞からデータを一度に収集できます。
マイブリッジGIFは、映画が生細胞のDNAにエンコードされたのは初めてですが、他の科学者はすでに有機ZIPファイルのような遺伝子回路を扱っています。 3月、ニューヨークゲノムセンターの2人の研究者が 理科 ジャーナル、圧縮ファイルをDNA分子に保存する方法の詳細。
ファイルをDNAのヌクレオチド塩基にマッピングできるバイナリコードに変換するアルゴリズムの助けを借りて、研究者は合計6つのファイルをエンコードすることができました：1948年の学術論文、パイオニアプラーク、オペレーティングシステム、ウイルス、1895年の映画LaCiotat駅に電車が到着…そして50ドルのAmazonギフトカード。
