Un registrador molecular de múltiples símbolos con resolución temporal a través de la edición secuencial del genoma

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genética
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• El ADN es un medio adecuado para el registro molecular in vivo.
• Los dispositivos de memoria basados en ADN actuales tienen limitaciones en la capacidad de grabación y el orden de los eventos.
• Las tecnologías existentes luchan por capturar historias biológicas complejas.

Objetivo del estudio:

• Para presentar la máquina de escribir ADN, un nuevo sistema para el registro molecular in vivo.
• Para superar las limitaciones de los métodos de registro basados en el ADN existentes.
• Demostrar una alta capacidad de registro de eventos biológicos para preservar el orden.

Principales métodos:

• Desarrolló una "cinta de ADN" utilizando sitios objetivo en tándem CRISPR-Cas9.
• Utilizó ediciones de inserción cortas como símbolos para registrar la identidad del ARN guía de edición principal.
• Se ha implementado la edición secuencial del genoma para el registro de preservación del orden.
• Integrado con secuenciación de ARN de una sola célula para la reconstrucción del linaje.

Principales resultados:

• Demostró el registro y la decodificación de miles de símbolos e historias complejas de eventos.
• Mensajes de texto grabados con éxito.
• Evaluación del rendimiento de cintas de ADN ortogonales y construcción de "cintas largas" para eventos en serie.
• Reconstruido un linaje monofilético de 3.257 células.
• Mostró que las ediciones secuenciales se mantienen a través de al menos 20 generaciones y 25 días.

Conclusiones:

• La máquina de escribir de ADN ofrece una plataforma robusta para el registro molecular in vivo de alta capacidad y preservación del orden.
• El sistema captura con éxito historias complejas de eventos biológicos y linajes celulares.
• Esta tecnología avanza el potencial del ADN para el almacenamiento de datos digitales y el registro biológico.