Máy ghi âm nhỏ nhất thế giới được chế tạo từ vi khuẩn

Thông qua khai thác phân tử thông minh, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Y tế thuộc trường Đại học Columbia (CUMC) đã biến đổi hệ miễn dịch của vi khuẩn tự nhiên thành máy ghi dữ liệu siêu nhỏ, đặt nền móng cho một loại hình công nghệ mới sử dụng các tế bào vi khuẩn cho nhiều mục đích từ chẩn đoán bệnh cho đến quan trắc môi trường.

Máy ghi âm nhỏ nhất thế giới được chế tạo từ vi khuẩn
Máy ghi âm nhỏ nhất thế giới được chế tạo từ vi khuẩn.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã biến đổi Escherichia coli, chủng vi khuẩn đường ruột phổ biến, cho phép vi khuẩn không chỉ ghi lại các tương tác của nó với môi trường mà còn xác định thời gian của các sự kiện đó.

Harris Wang, Phó giáo sư tại Khoa Bệnh học và Sinh học tế bào của CUMC cho rằng: "Các vi khuẩn này được bệnh nhân đưa vào cơ thể qua đường ăn uống, có thể ghi lại những thay đổi diễn ra trong toàn bộ đường tiêu hóa, giúp quan sát hiện tượng lạ trước đây không thể tiếp cận". Các ứng dụng khác bao gồm nghiên cứu cảm biến môi trường và nghiên cứu cơ bản về sinh thái và vi sinh học, trong đó, vi khuẩn có thể theo dõi những thay đổi vô hình khác mà không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

Nhóm nghiên cứu đã chế tạo máy ghi dữ liệu mô bằng cách tận dụng CRISPR-Cas, hệ miễn dịch ở nhiều loài vi khuẩn. CRISPR-Cas chép các đoạn ADN từ virus xâm nhập để các thế hệ sau của vi khuẩn có thể đẩy lùi hiệu quả những mầm bệnh này. Kết quả là CRISPR locus của bộ gen vi khuẩn chứa một bản ghi nhớ về thời gian các virus của vi khuẩn đã sinh tồn. Khi các virus này cố gắng lây nhiễm thêm một lần nữa, hệ thống CRISPR-Cas có thể nhận diện và loại bỏ chúng.

CRISPR-Cas thường sử dụng các trình tự được ghi lại để phát hiện và cắt ADN của thể thực khuẩn. Đặc trưng của thao tác cắt ADN này là làm cho CRISPR-Cas trở thành mục tiêu cho các nhà nghiên cứu liệu pháp gen thực hiện biến đổi nó để tạo nên những thay đổi cần thiết trong bộ gen của các tế bào nuôi cấy, động vật trong phòng thí nghiệm và thậm chí cả con người. Hơn mười thử nghiệm lâm sàng hiện đang được tiến hành để điều trị rất nhiều bệnh bằng liệu pháp CRISPR-Cas.

Tuy nhiên, Ravi Sheth, nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của PGS. Wang đã nhìn thấy tiềm năng chưa được khai thác trong chức năng ghi âm của CRISPR-Cas. Ông Sheth cho rằng: "Khi bạn nghĩ về việc ghi lại các tín hiệu thay đổi tạm thời bằng các thiết bị điện tử hoặc máy ghi âm... đó là một công nghệ rất mạnh mẽ, nhưng chúng tôi đang nghĩ cách mở rộng sang các tế bào sống".

Để chế tạo máy ghi âm siêu nhỏ, nhóm nghiên cứu đã biến đổi mảnh ADN được gọi là plasmid, mang lại cho nó khả năng tạo ra nhiều bản sao trong tế bào vi khuẩn để đáp ứng với tín hiệu bên ngoài. Một plasmid ghi âm riêng biệt cần cho máy ghi âm hoạt động, thể hiện các thành phần của hệ thống CRISPR-Cas. Trong trường hợp không có tín hiệu bên ngoài, chỉ có plasmid ghi âm hoạt động và tế bào bổ sung các bản sao của vùng ADN không mã hóa giữa các gen vào CRISPR locus trong bộ gen của nó. Khi một tín hiệu bên ngoài được phát hiện bởi tế bào, plasmid khác cũng được kích hoạt, dẫn đến việc chèn các chuỗi để thay thế. Kết quả là hỗn hợp các chuỗi cơ sở ghi lại thời gian và các chuỗi tín hiệu thay đổi tùy thuộc vào môi trường của tế bào. Sau đó, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra CRISPR locus của vi khuẩn và sử dụng các công cụ tính toán để đọc các ghi chép và xác định thời gian. Theo báo cáo nghiên cứu, hệ thống có thể xử lý đồng thời ít nhất 3 tín hiệu và ghi lại trong nhiều ngày.

Các chuyên gia sinh học tổng hợp trước đây đã từng sử dụng CRISPR để lưu trữ thơ, sách và các hình ảnh trong ADN, nhưng đây là lần đầu tiên CRISPR được sử dụng để ghi lại hoạt động của tế bào và xác định thời gian của các sự kiện đó.

Theo https://phys.org/news/2017-11-world-smallest-tape-built-microbes.html#jCp, 23/11/2017

Đăng ngày 08/01/2018
N.P.D (NASATI)
Khoa học

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tỉ lệ giới tính ấu trùng tôm sú

Ở tôm sú, con cái lớn nhanh và có kích thước lớn hơn con đực. Tác động của nhiệt độ có thể làm tăng đáng kể sự biểu hiện của các gen xác định giới tính, giúp cải thiện tỷ lệ giới tính như mong muốn trong đàn.

tôm sú
• 16:28 23/09/2021

Trung Quốc chuyển sang nuôi tôm sú vì giá cao

Người nuôi tôm ở Trung Quốc đang chuyển sang nuôi tôm sú nhiều hơn do giá tốt hơn, theo Chủ tịch Hiệp hội Thủy sản lớn nhất của Trung Quốc.

tôm sú
• 18:44 17/08/2021

Nuôi tôm thâm canh bổ sung thức ăn tươi sống

Thử nghiệm nuôi tôm sú bằng tảo lục sợi (Chaetomorpha sp.) và ốc (Stenothyra sp.) cho thấy cải thiện tăng trưởng, nâng cao năng suất và tăng cường hấp thu, chuyển hóa thức ăn nhân tạo góp phần giảm chi phí sản xuất cho người nuôi.

ốc cho tôm ăn
• 17:12 28/07/2021

Hiệu quả từ nuôi tôm kết hợp thả cá rô phi xử lý nguồn nước

Hiện nay, nuôi tôm kết hợp cá rô phi xử lý nước ở ấp Vĩnh Điền (xã Long Điền Đông, huyện Đông Hải) được xem là mô hình cho hiệu quả kinh tế cao.

Cá rô phi
• 10:23 19/07/2021

Giải pháp năng lượng tái tạo cho các trại nuôi tôm công nghệ cao

Trong bối cảnh toàn cầu đang đối mặt với các vấn đề liên quan đến biến đổi khí hậu và sự cạn kiệt của các nguồn năng lượng truyền thống, việc phát triển các giải pháp năng lượng tái tạo trở nên vô cùng quan trọng.

Tấm pin mặt trời
• 10:14 09/04/2025

Sản phẩm phụ của tảo Nannochloropsis có thể thay thế bột cá trong chế độ ăn của cá hồi vân

độ ăn của cá hồi vân Một nghiên cứu mang tính đột phá do các nhà nghiên cứu từ Đại học California, Santa Cruz dẫn đầu đã chứng minh rằng các loại sản phẩm phụ của tảo Nannochloropsis sp. có thể thay thế hoàn toàn bột cá trong chế độ ăn của cá hồi vân mà không ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, chất lượng dinh dưỡng của loài cá này

Tảo
• 09:00 06/04/2025

Vi khuẩn tía: Lợi hay hại cho ngành nuôi tôm?

Ngành nuôi tôm đã và đang trở thành một trong những ngành kinh tế chủ lực tại nhiều quốc gia, đặc biệt là Việt Nam. Với sự phát triển nhanh chóng của ngành, việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, bao gồm cả việc sử dụng vi sinh vật có lợi, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và đảm bảo tính bền vững. Trong quá trình nuôi tôm, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất của tôm đã được nghiên cứu, trong đó vi khuẩn tía là một đối tượng gây nhiều tranh cãi về lợi ích và tác hại.

Vi khuẩn tía
• 10:03 27/03/2025

Tiềm năng của nấm sắc tố trong thức ăn thủy sản

Trong bối cảnh ngành nuôi trồng thủy sản tìm kiếm các giải pháp thân thiện với môi trường, nấm sắc tố và nấm men nổi lên như một lựa chọn đầy hứa hẹn. Những vi sinh vật này không chỉ giúp cải thiện sắc tố của cá mà còn thúc đẩy tăng trưởng, tăng cường hệ miễn dịch và nâng cao sức khỏe tổng thể. Một nghiên cứu được công bố bởi các nhà khoa học tại Đại học Nông nghiệp Athens trên tạp chí Aquaculture International đã khám phá tiềm năng của nấm sắc tố trong nuôi trồng thủy sản, những lợi ích mà chúng mang lại và cơ sở khoa học đằng sau ứng dụng này.

Cá
• 08:00 23/03/2025
• 01:18 12/05/2025
• 01:18 12/05/2025

mai test kw lần 1

Để đánh giá chất lượng nước ao nuôi tôm, bà con cần nắm được các chỉ tiêu môi trường ao nuôi tôm cụ thể. Từ đó sẽ dễ dàng theo dõi và kiểm soát nước nuôi tốt hơn. Trong bài viết này sẽ đề cập đến 12 chỉ tiêu môi trường ao nuôi tôm mà bà con cần nắm để quản lý ao nuôi tôm của mình, giúp nâng cao chất lượng mùa vụ.

test
• 01:18 12/05/2025

Mai test keyword

Để đánh giá chất lượng nước ao nuôi tôm, bà con cần nắm được các chỉ tiêu môi trường ao nuôi tôm cụ thể. Từ đó sẽ dễ dàng theo dõi và kiểm soát nước nuôi tốt hơn. Trong bài viết này sẽ đề cập đến 12 chỉ tiêu môi trường ao nuôi tôm mà bà con cần nắm để quản lý ao nuôi tôm của mình, giúp nâng cao chất lượng mùa vụ.

• 01:18 12/05/2025

Phát hiện tôm bệnh trong ao

Nuôi tôm là một trong những ngành nuôi trồng thủy sản có giá trị kinh tế cao và đang phát triển mạnh ở nhiều quốc gia, đặc biệt là Việt Nam. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất đối với người nuôi tôm hiện nay là vấn đề dịch bệnh – nguyên nhân hàng đầu gây thiệt hại nghiêm trọng về năng suất và lợi nhuận. Việc phát hiện tôm bệnh trong ao một cách sớm và chính xác không chỉ giúp hạn chế rủi ro, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự bền vững của mô hình nuôi tôm công nghiệp lẫn truyền thống.

Tôm thẻ chân trắng
• 01:18 12/05/2025
Some text some message..