Registro del tiempo transcurrido y de la información temporal sobre eventos biológicos utilizando Cas9

Área de la Ciencia:

• Biología sintética
• Biología molecular
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• El ADN se utiliza tradicionalmente para el almacenamiento y la computación de información biológica, no para el registro temporal.
• Las reacciones biológicas existentes son típicamente dinámicas y no son adecuadas para la medición del tiempo en estado estacionario.
• Existe la necesidad de métodos fiables para registrar períodos de tiempo absolutos dentro de los sistemas biológicos.

Objetivo del estudio:

• Investigar el potencial del ADN, específicamente los indels inducidos por Cas9, para registrar información temporal.
• Desarrollar un método para medir intervalos de tiempo absolutos en células de mamíferos utilizando cambios en el ADN.
• Para establecer un reloj de ADN sintético aplicable en varios contextos biológicos.

Principales métodos:

• Utilizó Cas9 y el ARN guía para inducir la generación de indel (inserción / eliminación) a tasas constantes en el ADN.
• Frecuencias de indel acumuladas cuantificadas en función del tiempo transcurrido.
• Validación del reloj de ADN en diversos tipos de células de mamíferos, incluidos los estudios in vivo en ratones.

Principales resultados:

• Se demostró que la generación de indel mediada por Cas9 ocurre a tasas predecibles y constantes.
• Desarrolló e implementó con éxito un método para registrar y medir períodos de tiempo que van desde horas hasta semanas.
• Aplicó el reloj de ADN para registrar la duración de la exposición química y el tiempo desde los eventos biológicos como el calor y la inflamación.

Conclusiones:

• La acumulación de indel inducida por Cas9 proporciona un mecanismo confiable para el registro del tiempo basado en el ADN.
• El sistema desarrollado funciona como un reloj sintético de ADN, aplicable en varios tipos de células y en organismos vivos.
• Esta tecnología ofrece un nuevo enfoque para el monitoreo temporal en la investigación y las aplicaciones biológicas.