细胞硬盘:永久将数据存储在活体细胞中

医疗健康 来源:煎蛋网
2016
06/14
09:56
煎蛋网 医疗健康


佛大学的科学家们利用CRISPR基因编辑工具,已研发出一种能永久将数据储存在活体细胞中的技术。更令人难以置信的是,被刻在这些微生物中的信息能够传递给微生物的下一代。  

CRISPR/Cas9是一种神奇的万能工具。这种几年前才出现的、廉价且容易使用的分子编辑系统有着多方面用途,包括基因工程、RNA编辑、疾病建模和对抗HIV等逆转录病毒。现在,它还能够将不起眼的微生物变成名副其实的硬盘。

其实科学家们之前就曾这样做过,不过当时他们从头到尾采用的均是完全人工的方法。在先前的实验中,科学家们将信息编码到一段DNA序列中,进行DNA合成,所有的信息依旧被保留在活体生物的范围之外。在新的研究中。遗传学家Seth Shipman和Jeff Nivala带领着哈佛研究团队,以一种完全不同的方式进行DNA数据储存。

Nivala表示:“我们直接将信息写入了基因组,相比完全合成的DNA数据储存系统容量,我们目前能够储存的总体DNA数据较小,不过我们认为以基因组为基础的信息储存方式由许多潜在的优势。”在他看来,这些优势包括更高的保真度和直接与生物配合的能力。比如,科学家们可以教会一个细菌识别、提供信息乃至杀死它内部的其它微生物,或者提供一份基因表达记录。  Nivala说:“我们大约能储存30-100字节的信息,相比先前大约11字节的容量而言,这一储存容量已经很高。”

为了做到这一点,研究人员们以CRISPR的形式利用了细菌的内置免疫系统,直接将数据写入细菌细胞的基因组中。这使得被修饰的细菌能够将这一定制信息传递给它的下一代,使得这种形式的生物数据储存嫉妒有效且强大。

Shipman和Nivala借用了细菌的内置免疫系统来实现这一点。每当病毒攻击细菌的时候,CRISPR就会勤奋地在DNA中记录这一事件,后来该细菌再次受到病毒攻击的时候,它就能查找到这一事件。而它做到这一点的方式则是直接储存滤过性毒菌的DNA,这被称作基因间隔区。研究人员们在实验中想要知道这些间隔区是否会被添加到特定序列中,并生成时间线。

他们发现这种间隔区的时间顺序能够形成分子记录设备的基础。在实验中,较松的DNA片段被注射到具备CRISPR/cas9的大肠杆菌中。其中某些DNA片段并非随意挑选,这些含有特定数据串的片段(即A\T\C\G特定字母序列组合)是科学家们精心挑选的结果。这些片段被引入到细菌中之后,该细菌就会以一种连贯的线性方式有条不紊地将它们整合起来,以反映它们被引入的顺序。

科学家们仅增加了几个间隔区来演示他们的理论,在其它间隔区可用的情况下,潜在的可能组合非常惊人。

Nivala说:“这些实验为研发能用来监控长时间内分子事件的记录系统奠定了基础。比如,最终它能够帮助我们了解某个细胞从健康走向疾病状态期间,其基因条件出现了何种问题等。或者它也可以被用来记录细胞外部环境信息,比如特定化学物质、毒素和病原体的存在。”

该团队将进一步提升这一系统,以便让数据完全能够储存在单个细胞中,而不是必须借助成堆的细胞对信息进行编码和解码。

来源:煎蛋网

为你推荐

诺未生物完成亿元 B 轮融资,加速 HPV 治疗性核酸新药临床开发进程资讯

诺未生物完成亿元 B 轮融资,加速 HPV 治疗性核酸新药临床开发进程

所募资金将重点用于加速其全球首创 HPV 治疗性核酸药物 NWRD08 的 Ⅱ 期临床试验推进、扩大临床研究中心布局、完善 GMP 生产基地建设以及下一代创新管线的研发储备。

2026-06-12 15:41

ERA 2026重磅数据发布:耐赋康携23项最新研究,持续领跑IgA肾病对因治疗赛道资讯

ERA 2026重磅数据发布:耐赋康携23项最新研究,持续领跑IgA肾病对因治疗赛道

IgA肾病是我国最常见的原发性肾小球疾病,高达75%的患者会在20年后进展至肾衰竭,长期以来,临床缺乏靶向病因的精准治疗方案。

2026-06-12 14:11

诺华盐酸阿曲生坦降价53%,冲击今年国谈资讯

诺华盐酸阿曲生坦降价53%,冲击今年国谈

6月9日,四川省药械招标采购服务中心发布《川药招〔2026〕124号 关于公示部分药品降价的通知》,共涉及228个药品减价,其中,诺华用于治疗IgA肾病的盐酸阿曲生坦位列其中,每盒3...

2026-06-12 13:16

药明康德对美国国防部发起诉讼资讯

药明康德对美国国防部发起诉讼

今日早间,药明康德(603259 SH、02359 HK)发布公告称,2026年6月11日(美国时间),公司已在美国哥伦比亚特区联邦地区法院对美国国防部提起诉讼。

2026-06-12 11:03

博瑞生物双靶点GLP-1注射液减重适应症递交上市申请资讯

博瑞生物双靶点GLP-1注射液减重适应症递交上市申请

博瑞生物6月12日公告称,近日,全资子公司博瑞制药(苏州)有限公司自主研发的BGM0504注射液减重适应症的新药上市申请(NDA),已获国家药品监督管理局(NMPA)药品审评中心(CDE)受理。

2026-06-12 10:10

2026国家医保目录及商保目录调整申报已经完成资讯

2026国家医保目录及商保目录调整申报已经完成

据国家医保局官方微信消息,2026年基本医保目录及商保创新药目录调整申报已于6月10日20:00结束。申报期间共收到818份药品申报材料,包括目录外药品570份(单独申报基本目录509份...

2026-06-11 21:30

我武生物撤回人脐带间充质干细胞II型注射液IND申请,需完善部分药学研究资讯

我武生物撤回人脐带间充质干细胞II型注射液IND申请,需完善部分药学研究

我武生物今日发布公告称,公司间接控股子公司浙江我武干细胞科技有限公司撤回“人脐带间充质干细胞II型注射液”药物临床试验申请。

2026-06-11 17:01

GSK十多年来最大一笔交易,106亿美元收购Nuvalent资讯

GSK十多年来最大一笔交易,106亿美元收购Nuvalent

当地时间6月9日,葛兰素史克(GSK)宣布与Nuvalent达成收购协议,将在10个工作日内以每股124美元的价格现金收购后者所有A类和B类普通股。此次交易的总股本价值估计为106亿美元(...

2026-06-11 16:11

晶泰控股与一家国际知名药企达成超4亿美元AI药物研发合作资讯

晶泰控股与一家国际知名药企达成超4亿美元AI药物研发合作

6月10日,晶泰控股发布公告称,公司与一家国际知名生物制药公司达成战略合作。双方将针对一个GPCR(G蛋白偶联受体)靶点,共同开发具备同类最佳(Best-in-Class)潜力的创新口服...

2026-06-11 15:55

国产硼药联合国产BNCT设备I期临床治疗后30天观察期结束,预计今年第三季度将启动II期临床资讯

国产硼药联合国产BNCT设备I期临床治疗后30天观察期结束,预计今年第三季度将启动II期临床

本次试验采用普利制药的注射用硼[10B]法仑及国科中子的BNCT治疗系统,旨在系统评估该方案治疗复发性头颈部恶性肿瘤的安全性、有效性,并开展药代动力学研究。试验于2025年7月正...

2026-06-11 15:29

国家药监局今日批准四款创新药物上市资讯

国家药监局今日批准四款创新药物上市

中山康方生物医药有限公司申报的古莫奇单抗注射液(商品名:奇佑康)上市,用于治疗适合接受系统治疗或光疗的中度至重度斑块状银屑病成人患者。

2026-06-11 15:17

这家药企停牌,ST,面临退市风险资讯

这家药企停牌,ST,面临退市风险

6月10日晚间,湖南南新制药(688189 SH)发布公告,公司于6月9日收到中国证监会湖南监管局出具的《行政处罚事先告知书》(〔2026〕6号)。公司涉嫌信息披露违法违规行为被依法...

2026-06-10 22:27

凯思凯迪完成 3.18 亿元 D 轮融资,加码胆汁酸代谢赛道,加速全球首创肝病创新药临床落地资讯

凯思凯迪完成 3.18 亿元 D 轮融资,加码胆汁酸代谢赛道,加速全球首创肝病创新药临床落地

本轮融资由太平医疗健康基金、上海科创集团联合领投,粤开资本、昭德投资、涟邦基金等多家专业医疗投资机构跟投

2026-06-10 18:56

诺华泰菲乐联合迈吉宁新适应症获批,为BRAF V600E突变阳性RAIR-DTC患者带来精准治疗新选择资讯

诺华泰菲乐联合迈吉宁新适应症获批,为BRAF V600E突变阳性RAIR-DTC患者带来精准治疗新选择

用于治疗BRAF V600E突变阳性、放射性碘难治或不适用、且血管内皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂(VEGFR-TKI)治疗失败的局部晚期或转移性分化型甲状腺癌成人患者。

2026-06-10 18:08

3个项目完成首批生物医学新技术临床研究备案资讯

3个项目完成首批生物医学新技术临床研究备案

6月8日,中国生物技术发展中心发布生物医学新技术临床研究备案完成项目清单(第1批),自5月1日《生物医学新技术临床研究和临床转化应用管理条例》正式生效以来,5月1日至5月22...

2026-06-10 17:51

2026小细胞肺癌创新人文论坛在武汉举办资讯

2026小细胞肺癌创新人文论坛在武汉举办

今日,由北京伍连德公益基金会主办,百济神州支持的“2026小细胞肺癌创新人文论坛”以线上线下结合的形式在武汉隆重举行。

2026-06-10 16:35

35.7亿元!来凯医药PI3Kα抑制剂达成达成海外BD资讯

35.7亿元!来凯医药PI3Kα抑制剂达成达成海外BD

来凯医药将授予Vasque Bio LAE118在全球范围内(不含中国大陆、中国香港、中国澳门、中国台湾地区)的独家开发、生产制造及商业化权益,全权负责该药物海外市场的全流程研发与...

2026-06-10 14:28

腾讯、阿里等入股脑机接口企业阶梯医疗,博睿康完成上市辅导资讯

腾讯、阿里等入股脑机接口企业阶梯医疗,博睿康完成上市辅导

公开资料显示,近日上海阶梯医疗科技有限公司发生工商变更,新增阿里巴巴关联公司杭州灏月企业管理有限公司、腾讯关联公司上海启善投资有限公司等为股东,同时注册资本由100万元...

2026-06-10 10:06

药明康德、诺禾致源等被美国列入“中国军工企业”名单资讯

药明康德、诺禾致源等被美国列入“中国军工企业”名单

今日,药明康德发布公告称,公司注意到,2026年6月8日(美国时间),美国国防部错误地将药明康德列入其根据1260H条款认定的“中国军工企业”正式更新版名单中。

2026-06-09 21:24

微眸医疗完成近亿元A轮融资,全国首个眼科手术机器人多中心随机对照注册临床试验同期收官资讯

微眸医疗完成近亿元A轮融资,全国首个眼科手术机器人多中心随机对照注册临床试验同期收官

本轮A轮融资由元航资本领投,老牌投资机构明桂资本持续加码追投,多家行业知名投资机构联合参与投资,伊嘉资本担任本次融资财务战略合作伙伴。

2026-06-09 20:20