Биологи из Гарвардского университета в США закодировали в ДНК кишечной палочки анимацию с бегущей лошадью, созданную Эдвардом Мейбриджем в XIX веке. Для этой цели исследователи воспользовались технологией CRISPR/Cas9, чтобы вставить в геном бактерии нуклеотиды, которые соответствуют составляющим изображение пикселям. Прочтение последовательности ДНК позволило воспроизвести ролик с 90-процентной точностью. Статья ученых опубликована в журнале Nature.
Система CRISPR/Cas применяется для изменения нуклеотидной последовательности ДНК. Cas9 представляет собой белок, разрезающий двойную цепочку на определенном участке. Это место определяет направляющая РНК (sgРНК), которая связывается со специфическим сайтом узнавания по принципу комплементарности. Различные sgРНК кодируются спейсерами — участками ДНК, находящимися в пределах CRISPR — группы особых повторяющихся последовательностей.
Бактерия получает спейсеры естественным образом, заимствуя у патогенных вирусов фрагменты их собственной ДНК, называемые протоспейсерами. После того как фрагмент был встроен в CRISPR, протоспейсер становится знаком, позволяющим микроорганизму распознать инфекцию через sgРНК.
Сначала ученые использовали эту технологию для записи в ДНК изображения руки, при этом каждый из 21 цвета пикселей был закодирован в нуклеотидной последовательности синтетических протоспейсеров. Последние были внедрены в бактериальные клетки, каждая из которых обладала функциональными CRISPR и ферментным комплексом Cas1-Cas2, позволяющим создавать новые спейсеры на основе протоспейсеров.