İnternet kullanıcılarının filmlerini depolayacakları çeşitli seçenekler vardı, şimdi biyologlar da yeni bir yol buldu. Araştırmacılar, bir filmi Escherichia coli bakterisinin genomuna kodlamak için CRISPR-Cas gen düzenleme yöntemini kullandı.
Boston Massachusetts’daki Harvard Tıp Fakültesi’nden sentetik biyolog Seth Shipman, 12 Temmuz’da Nature’da yayımlanan makalesinde, bir dizi olayı kareler olarak kodlayabilen hücresel video kayıt sistemlerinin oluşturulması yolunda bir adım attıklarını belirtiyor. Shipman, beyin gelişimini incelerken beyindeki hücrelerin farklı kimlikleri nasıl ele geçirdiğini kayıt altına alan bir teknik bulunmaması nedeniyle hayal kırıklığına uğradı. Bu da ona hücresel kayıt cihazları yapma imkânını keşfetmesinde ilham kaynağı oldu. “Hücrelerin, her türlü ayrıcalıklı bilgiye erişimi vardır” diyor. “Moleküler kayıt işlemini gelişmekte olan sinir sisteminde ve kayıt bilgileri esnasında yapmak istiyorum.”
CRISPR kırpığı
Bununla birlikte, böyle bir sistemi geliştirmek için ekibinin bir hücredeki yüzlerce enstanteneyi kaydetmeye yarayan bir yöntem oluşturması gerekecektir. Shipman ve Harvard’dan genetikçi George Church ile birlikte ekip arkadaşları, araştırmacıların genomları nispeten kolay ve hassas bir şekilde değiştirmelerini sağlayan bilinen en iyi yöntem CRISPR-Cas sistemini kullandı.
Shipman ve ekibi, işgalci virüslerden DNA parçacıklarını yakalamak ve onları ana genomdaki düzenli bir dizide saklamak için kullandı. Doğada, bu parçacıklar daha sonra işgalcinin DNA’sını kesmek için bir enzimi hedef alıyor. Ekip, bu parçacıkların bir resimdeki piksellere karşılık gelmesi için sistemi tasarladı. Araştırmacılar, her pikselin karşılığını kodlayarak resimdeki pozisyonunu belirten 33 DNA harfine yazdılar. Filmin her karesi 104 DNA fragmanından oluşuyordu.
Araştırmacıların seçtikleri film, İngiliz fotoğrafçı Eadweard Muybridge’in İnsan ve Hayvan Lokomotif serisinden uyarlanan beş kareden oluşuyordu. Fotoğraflar 1887’de Annie G. adlı bir kısrağı dörtnala giderken gösteriyordu.
Ekip, beş gün süreyle, DNA’yı E. coli’ye günde bir kareyle (frame) tanıttı. Daha sonra, imajı iyileştirmek için bir bakteri popülasyonundaki CRISPR bölgelerini diziledi. Çünkü, CRISPR sistemi, DNA parçacıklarını sırayla eklediğinden, dizideki her parçanın konumu, parçanın ait olduğu orijinal kareyi belirlemek için kullanılabilirdi.
Kodlama devrimi
Sistem, Shipman’ın beyni incelerken hayal ettiği kaydedici olma yolundan uzakta. İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden biyomühendis Randall Platt, bu noktaya ulaşmak için önemli teknolojik gelişmelere ihtiyaç duyulduğunu belirtti. Çünkü, her hücre tek bir kareden fazla DNA parçacığı alamaz, filmdeki bilgiler hücre popülasyonlarında saklanır. Ve kimse henüz CRISPR dizilerini memeli hücrelerine aktarmadı. “Sınırlamalarla dolu olsa da, yaptıkları iş öncü bir iştir” diyor, ve ekliyor, “zariftir de.”
Kuzey Karolina, Durham’da Semiconductor Research Corporation’dan Victor Zhirnov, çalışmayı “devrimci” olarak nitelendiriyor ve kendi araştırma kurumunda bu teknikle uğraşmayı umuyor. “Sanki 1903’te uçan ilk uçak gibi, sadece bir meraktı,” diyor Zhirnov. “Fakat on yıl sonra neredeyse bugünkü uçaklarımız yapıldı.”
Kaydın gif görüntüsü: https://goo.gl/pQ6CQE
