E. coli’de uygulanan bir teknik, bir hücrenin yaşamındaki önemli olayları kaydetmek için yollar öneriyor.

[WPGP gif_id=”2130″ width=”600″]

Orijinal görüntü(solda), bakteri DNA’sına kodlanmış ve CRISPR gen düzenlemesi kullanılarak kaydedilmiş görüntüyle(sağda) beraber gösterilmektedir.

Bildiğimiz üzere internet kullanıcıları filmlerini kaydedebilecek birçok format seçeneğine sahip ve şimdi biyologlar da yeni çalışmalarla bu alana dahil olmuş durumdalar.Araştırmacılar, bir filmi Escherichia coli bakterisinin genomuna kodlamak için CRISPR-Casmikrobiyal bağışıklık sistemini kullanmayı başardılar.

12 Temmuz’da Nature’da yayınlanan teknik başarı, Boston’daki Harvard Tıp Fakültesi’nden sentetik biyolog SethShipman’a göre “bir dizi olayı kodlayabilen hücresel kayıt sistemleri oluşturma yolunda önemli bir adım.” Shipman, beyin gelişimini incelerken beyindeki hücrelerin farklı özellikleri nasıl aldığını anlayabilmek için bir tekniğin olmaması nedeniyle hayal kırıklığına uğradığını ve bu yüzden de bu çalışmanın ona hücresel kayıt cihazları keşfetmesinde ilham kaynağı olduğunu belirtiyor. Ayrıca “hücrelerin her türlü bilgiye ayrıcalıklı bir erişiminin olduğunu ve gelişmekte olan sinir sisteminde işlev gören moleküler kayıtların bilgisine ulaşmak istediğini” de ekliyor.

Böyle bir sistemi geliştirmek için bir hücredeki yüzlerce etkinliğin kaydedilebilmesini sağlayacak bir yöntem oluşturulması gerekiyordu. Shipman ve Harvard’daki genetikçi George Churchdahil ve meslektaşları, araştırmacıların genomları nispeten kolay ve hassas bir şekilde değiştirmelerini sağlayan CRISPR-Cas bağışıklık sistemini kullandı. Shipman’ın ekibi bu sistemi işgalci virüslerden DNA parçalarını yakalamak ve onları konakçı genomdaki düzenli bir dizide saklamak için kullandı. Doğada, bu DNA parçaları daha sonra işgalcinin DNA’sını parçalamak için bir enzimi hedef alıyor.(Genellikle bu genetikçilerin gen düzenlemesi için kullandıkları hedeflenmiş DNA kesimidir.)

Ekip, bu parçaların bir resimdeki piksellere karşılık gelmesi için sistem tasarladı.Araştırmacılar, her pikselin gölgesini – görüntüdeki konumunu gösteren bir barkodla birlikte – 33 DNA dizisinde kodladı.Filmin her karesi 104 DNA fragmentinden oluşturuldu.

Bir elin resmi (solda), bakteri DNA’sına kodlandı ve birçok nesil bakteri üremesinden sonra ekstrakte edildi (sağda). Fotoğraf: Seth Shipman

Araştırmacıların seçtikleri film, İngiliz fotoğrafçı Eadweard Muybridge’in “İnsan ve Hayvan Lokomotifi serisinden” uyarlanmış beş fotoğraf karesinden oluşuyordu.

Ekip DNA’yı E. coli’ye günde bir frame olmak üzere beş gün boyunca tanıttı. Ardından araştırmacılar görüntüyü iyileştirmek için bir bakteri popülasyonundaki CRISPR bölgelerini sıraladılar. CRISPR sistemi DNA parçalarını sırayla eklediğinden dizideki her parçanın konumu, parçanın ait olduğu orijinal kareyi belirlemek için kullanılabildi.

Kodlama Devrimi

Sistemin Shipman’ın beyin fonksiyonları üzerine çalışırken hayal ettiği gibi kaydedilebilir olması için bu konu üzerine daha çok çalışma yapılması gerekiyor. İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden(ETH)biyomühendis Randall Platt, bu noktaya ulaşabilmek için önemli teknolojik gelişmelere ihtiyaç olduğunu belirtiyor. Ayrıca “birçok kısıtlama olmasına rağmen yapılan bu çalışmanın öncü ve mükemmel bir çalışma olduğunu” da ekliyor

Kuzey Karolina Durham’daki Semi conductor Research Corporation’ın en yetkili bilim adamı Victor Zhirnov, bu çalışmayı “devrimci” olarak nitelendiriyor ve bulunan teknik üzerine çalışmayı umuyor. “Bu, 1903’te uçan ilk uçak gibi: sadece bir meraktı” diyor Zhirnov. “Ama bundan neredeyse 10 yıl sonra bugün sahip olduğumuz uçaklar gibi uçaklara sahip olduk.” 

Yazan: Heidi Ledford

Çeviren: Gizem Solmaz

Kaynak: Nature

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here