Muzyka Beethovena zakodowana w DNA drożdży

Opublikowano: 04.12.2017 | Kategorie: Kultura i sport, Nauka i technika, Wiadomości z kraju

Liczba wyświetleń: 2747

W genomie drożdży zaszyfrowano utwór Ludwika van Beethovena “dla Elizy”. Mimo że majstrowano przy ważnych genach, drożdże z “muzycznym” DNA były zdolne do życia. O tym, jak łatwo dziś można edytować genom, opowiada jedna z autorek badania Monika Zbytniewska.

A co, jeśli w przyszłości dane będziemy przechowywać nie na elektronicznych urządzeniach, ale w maleńkich niezwykle pakownych strukturach – takich jak świetnie znane przyrodzie DNA? Naukowcy już testują, jak można zapisać w DNA dokładnie takie informacje, jakie sobie tylko wymyślimy. A fragmenty z szyfrem projektować tak, by nie zakłócały one funkcjonowania organizmu.

Dzięki technologii edycji genomów można programować geny z precyzją do pojedynczych nukleotydów – “liter” tworzących informację genetyczną. Spektakularnym przykładem wykorzystania tej techniki było w tym roku zakodowanie w DNA bakterii… krótkiego filmiku.

Monika Zbytniewska w rozmowie z PAP opowiada o swoich badaniach, które prowadziła w ramach studiów na Imperial College London. Wraz z kolegami zakodowała w DNA drożdży utwór muzyczny – “Dla Elizy” Ludwika van Beethovena. Po kilku dniach utwór ten udało się odtworzyć analizując geny uzyskane z wyhodowanej w eksperymencie kolonii grzybów.

W genomie bakterii zapisano utwór w formacie MIDI. Poniżej filmik prezentujący, jak brzmi “Dla Elizy w formacie MIDI.

Młodzi badacze podmienili oryginalny fragment DNA drożdży liczący 1000 par nukleotydów i zastąpili go nowym, który sami zaprojektowali.

“Są już laboratoria, które syntetyzują DNA. Zaprojektowaliśmy więc nasz fragment i zamówiliśmy go online. To kosztuje jakieś 100 funtów brytyjskich. Zamówione DNA – tylko jedna cząsteczka – przysyłana jest pocztą – w małej probówce. DNA jest suche i tak maleńkie, że właściwie go nie widać na dnie pojemniczka” – opowiada badaczka. Fragment trzeba namnożyć i dostarczyć do komórek.

Fragmenty podmieniono z oryginalnym dzięki zastosowaniu prostej i niedrogiej technologii edycji genów – CRISPR-Cas9. CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) to cząsteczki RNA, które są niczym przewodnik po łańcuchu DNA. Umieją znaleźć w genomie precyzyjnie wyznaczone miejsce i doprowadzić tam odpowiedni enzym – Cas9. Białko Cas9 działa zaś jak nożyczki – rozcina DNA w dokładnie wskazanym miejscu. Na kolejnym etapie można w to wybrane miejsce DNA wbudować jakiś inny, precyzyjnie zaprojektowany fragment DNA.

Jeden z eksperymentów się powiódł. Komórki drożdży z nowym kawałkiem DNA zaczęły się szybko namnażać na szalce Petriego. Po kilku dniach naukowcy sprawdzili, że rzeczywiście w genomie grzybów ciągle zaszyfrowany był utwór Beethovena.

“Pracowałam nad algorytmem, który pozwoli zapisywać nuty we fragmencie DNA, nie zmieniając przy tym działania tego fragmentu” – powiedziała Zbytniewska. Wyjaśniła, że przy DNA nie można sobie dowolnie majstrować i kodować w nim informacji w zupełnie przypadkowy sposób. Trzeba brać pod uwagę, że DNA przechowuje przepis na aminokwasy. A one z kolei tworzą niezbędne do życia białka. “Chcieliśmy, aby w wyniku naszych modyfikacji powstawały dokładnie takie same aminokwasy, jak w oryginale” – opowiada studentka.

Wyjaśnia, że każdy z 20 aminokwasów można w DNA zakodować na kilka sposobów. I tak np. jeden z aminokwasów – prolina – jest kodowana przez cztery kodony: CCA, CCC, CCG lub CCT. Monika Zbytniewska zaproponowała, jak można bezpiecznie zastępować poszczególne triplety zapisane w DNA ich zamiennikami. A w modyfikacjach tych zaszyć dodatkową informację, np. o nutach. Żeby odczytać ukrytą wiadomość, trzeba tylko wiedzieć, jak informacji tej szukać. Ten eksperyment się udał.

Badacze zmodyfikowali fragment genomu naprawdę istotny dla życia drożdży. A mimo to komórka była zdolna przetrwać. W ten sposób żywy organizm stał się nośnikiem informacji zapisanych przez badaczy.

Autorstwo: Ludwika Tomala
Źródło: NaukawPolsce.PAP.pl


TAGI: , , ,

Poznaj plan rządu!

OD ADMINISTRATORA PORTALU

Hej! Cieszę się, że odwiedziłeś naszą stronę! Naprawdę! Jeśli zależy Ci na dalszym rozpowszechnianiu niezależnych informacji, ujawnianiu tego co przemilczane, niewygodne lub ukrywane, możesz dołożyć swoją cegiełkę i wesprzeć "Wolne Media" finansowo. Darowizna jest też pewną formą „pozytywnej energii” – podziękowaniem za wiedzę, którą tutaj zdobywasz. Media obywatelskie, jak nasz portal, nie mają dochodów z prenumerat ani nie są sponsorowane przez bogate korporacje by realizowały ich ukryte cele. Musimy radzić sobie sami. Jak możesz pomóc? Dowiesz się TUTAJ. Z góry dziękuję za wsparcie i nieobojętność!

Poglądy wyrażane przez autorów i komentujących użytkowników są ich prywatnymi poglądami i nie muszą odzwierciedlać poglądów administracji "Wolnych Mediów". Jeżeli materiał narusza Twoje prawa autorskie, przeczytaj informacje dostępne tutaj, a następnie (jeśli wciąż tak uważasz) skontaktuj się z nami! Jeśli artykuł lub komentarz łamie prawo lub regulamin, powiadom nas o tym formularzem kontaktowym.

Dodaj komentarz

Zaloguj się aby dodać komentarz.
Jeśli już się logowałeś - odśwież stronę.