科學家打造世界最小"錄音機" 幫你檢查腸道健康

12月7日消息，*科學家們已經把一羣微生物轉變成了他們口中的“世界上最小的磁帶錄音機”。*研究人員通過對一種實驗室常用的大腸桿菌品種進行基因修補，能夠欺騙它們不僅記錄與周圍環境的交互作用，並且也會記錄這些事件的時間標記。

《科學雜誌》的一篇新研究論文中詳細描述了這種微型“錄音機”，它們能夠幫助我們建立一種全新的技術，藉助菌細胞診斷疾病或者監測環境變化，而且不會給周圍環境帶來破壞。該研究的高級作者，美國哥倫比亞大學醫學中心繫統生物學副教授Harris Wang稱：“如果病人吞下這種細菌，它們或許能夠記錄下它們經過消化道時經歷的變化，讓我們瞭解之前難以接觸的現象。”

這項研究背後的技術是一種流行的基因編輯工具CRISPR。這種基因編輯工具最初是在細菌當中發現的，它能夠讓科學家從本質上剪切DNA序列並且使用特定的遺傳物質取代。CRISPR是細菌免疫系統的一部分，它能夠通過入侵病毒複製DNA片段，因此細菌的後代能夠識別並且回絕後續的攻擊。

Wang教授稱：“CRISPR系統是一種自然的生物學記憶裝置，從工程學角度來説，這種方法是相當不錯的，因為它是一種已經經過了進化的系統，而且非常擅長於存儲信息。”該研究團隊的微觀“錄音機”事實上是由一對被稱為質體的遺傳物質搭載體構成的。

首先“計時”質體通過運送CRISPR區域的特定DNA分子——核苷酸來記錄時間。另外一種質體經過修改形成更多的複製體，但是隻對一種外部信號做出反應。最終記錄時間的背景序列和插入的信號序列合作對細胞周邊環境的變化做出反應。

如果你還不太瞭解的話，可以這樣想。計時質體在時間間隔做上A的標記，如果沒有外部信號，科學家們將只看到一連串A符號。但是當第二質體被外部信號激活時，它會將自己的標識插入到A序列符號當中。根據第二質體做出標識的位置，科學家們就能夠推斷外部信號發生的時間。這就像磁帶中的數據流一樣，科學家們能夠藉助計算機工具進行進一步的分析。

在這項最新研究中，研究人員表明這個系統至少能夠在幾天時間裏同時記錄三種信號。研究人員的下一個研究方向就是縮小信號目標。Wang教授稱：“現在我們正計劃觀察自然狀態或者患病狀態下，腸道系統或者其它部位中各種信號可能發生的變化。”（過客）