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科学家开发出ENGRAM技术,细胞基因组成记录生命历程的“黑匣子”
2024-07-25 09:57  点击:16
 科学家开发出ENGRAM技术,细胞基因组成记录生命历程的“黑匣子”
 
近日,一项革命性的研究在《Nature》期刊上发表,科学家们成功开发出一种名为ENGRAM的技术,该技术能够在活细胞的基因组中实时记录下瞬息万变的生物事件,类似于飞机飞行记录器捕获运行数据的方式。这一突破为理解细胞活动、干细胞分化及胚胎发育等生命过程提供了新的视角和工具。
 
ENGRAM(全称“Enhancer-Driven Genomic Recording Of Transcriptional Activity In Multiplex”)技术源于神经科学领域对记忆物理基础的深入研究,其核心在于将生物信号或事件与特定的符号条形码相关联,并嵌入到细胞基因组中。通过这种方式,细胞自身成为了记录其生命历程的“历史学家”。
 
研究团队由Jay Shendure博士领导,他们指出,ENGRAM技术不仅能够追踪和记录细胞内的各种生物信号,如基因的开启与关闭指令,还能归档这些信息,为科学家们提供了一本关于细胞活动的“日记”。这种能力对于理解干细胞如何分化成不同类型细胞、细胞如何响应环境刺激以及细胞过去如何影响其未来等问题具有重要意义。
 
为了实现这一目标,研究团队还结合了之前开发的DNA打字机技术,使得在DNA上有序书写多种符号成为可能。通过ENGRAM与DNA打字机的结合,科学家们能够记录并追踪数十到数百个基因调控元件的细胞类型特异性活动,这些元件在胚胎发育、应激反应、免疫反应和细胞存活等过程中发挥着关键作用。
 
为了验证ENGRAM技术的有效性,研究团队还将其应用于小鼠干细胞聚集成胚胎类器官的实验中。通过每日记录胚胎类器官的发育过程,科学家们发现ENGRAM能够清晰地揭示细胞信号事件的历史如何影响小鼠胚胎的个体特征。
 
尽管ENGRAM技术已经取得了显著的进展,但研究团队表示,要实现其潜在功能仍需进一步的研究和探索。他们相信,这种捕捉生命系统中生物信息的策略将在癌症、神经科学等多个领域发挥重要作用,为科学家们提供前所未有的视角和工具来深入理解生命的奥秘。
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