Wetenschappers verwerken gif-animatie in levend dna met Crispr

Wetenschappers zijn erin geslaagd een gif-animatie in het dna van levende E. colibacteriën te verwerken. Dit deden ze door gebruik te maken van Crispr, een systeem waarmee genetische informatie van organismen aangepast kan worden.

De wetenschappers van Harvard University publiceerden de resultaten van het experiment in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. De wetenschappers codeerden de informatie van elke individuele pixel van een animatie van vijf frames in nucleotiden, de bouwstenen van dna. Vervolgens was het mogelijk om deze bouwstenen toe te voegen aan de genetische code van E. colibacteriën. De data kon uitgelezen worden door de dna-sequentie te ontleden. Dit lukte met een nauwkeurigheid van negentig procent.

Het lukte wetenschappers al eerder om hele video's en een besturingssysteem op te slaan in dna. Het ging voorheen echter om synthetisch dna; het is lastiger om veel data foutloos op te slaan in levend dna, omdat het gedrag van levende cellen onvoorspelbaar is, aldus MIT Technology Review. De wetenschappers kijken ook naar menselijke cellen voor opslagmogelijkheden, vertelt Wired.

Crispr is een techniek waarmee het genoom van cellen aangepast kan worden door het aanpassen of geheel vervangen van dna-reeksen. Genetische defecten, die afwijkingen zoals kleurenblindheid veroorzaken, kunnen zo verholpen worden.

De gebruikte gif was een geanimeerde fotoreeks van Engelse fotograaf Eadweard Muybridge. De Engelsman deed in de negentiende eeuw als een van de eersten fotografisch onderzoek naar bewegingen van mensen en dieren.

Lees meer

IT Banen

Deel je skills voor jouw droombaan Meld je aan!

IT trainingen bij Computrain

Reacties (49)

Anoniem: 120539
13 juli 2017 17:22

"gif-animatie". Wel jammer dat het voorbeeld dan een statische .png is.

Er is 'gewoon' data in DNA opgeslagen; niet minder knap maar ook niet uitzonderlijk meer, want eerder gedaan. Het is niet zo dat een petri-schaaltje met bacteriën nu een animatie vertoond ofzo. (Tenzij ik het artikel helemaal verkeerd geïnterpreteerd heb; in dat geval zie ik de opnames graag.)

m0h4life
@Anoniem: 120539 • 13 juli 2017 17:28

Het bijzondere is niet dat de wetenschappers een gifje in DNA hebben opgeslagen, maar het feit dat ze dit in het DNA van een levend organisme hebben gedaan.

imdoctorbob
@m0h4life • 13 juli 2017 17:55

Dit. Het wetenschappelijk artikel staat in Nature. Dit is niet even een gemiddeld blad. Het onderzoek gaat niet zozeer over het maken van een gifje, met behulp van Crispr. Er wordt onder andere onderzoek gedaan naar de manier waarop je daadwerkelijk informatie kan opslaan in levende organisme, en die ook nog eens "betrouwbaar" en "tijdsafhankelijk" kan ophalen op een stuk grotere schaal dan voorheen (2,6 kilobyte!). Onder andere door het coderen van informatie sets.

Het is niet helemaal mijn veld dus ik begrijp niet alles na een keertje snel lezen, maar dit zeker nieuw en wetenschappelijk zeer relevant.

[Reactie gewijzigd door imdoctorbob op 13 juli 2017 18:03]

Dobbelstein
@imdoctorbob • 13 juli 2017 19:26

Link naar Nature met geanimeerd gifje: http://www.nature.com/new...ore-movies-in-dna-1.22288

HuJuh
@Anoniem: 120539 • 13 juli 2017 17:27

Bekijk voor de grap even de link in het artikel, dan wordt het duidelijker. Ik had dezelfde gedachte tot ik even de bron bekeek :-)
https://www.technologyrev...-a-gif-inside-living-dna/

jay123
@Anoniem: 120539 • 14 juli 2017 10:25

Simpel uitgelegd, maar zeer leuk om te kijken (tof geanimeerd):

Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR
https://www.youtube.com/watch?v=jAhjPd4uNFY

[Reactie gewijzigd door jay123 op 14 juli 2017 10:25]

Arcticwolfx
13 juli 2017 18:37

Zouden deze bacteriën zich ook kunnen voortplanten? En nemen ze dan (een beetje) data mee?

Jammer dat ik nergens beelden of visuele uitleg kan vinden van hoe deze techniek werkt. Ook vind ik het jammer dat er niet erg veel over de realistische toekomstige mogelijkheden wordt gefantaseerd. Wat gebeurt er als je data in de dna van een foetus zet? Krijg je dan misvormingen, of blijft deze data erin staan, of niets? Kan levende dna-data (ooit) opgenomen worden door hersenen?

LightPhoenix
@Arcticwolfx • 13 juli 2017 18:54

Ja deze bacteriën kunnen zich voortplanten en ja die data nemen ze dan mee. Probleem is dat dit niet altijd foutloos gaat en dat hebben ze hier onder andere onderzocht.

Welke techniek wil je precies uitgelegd krijgen? CRISPR/CAS op zich of wat ze hier gedaan hebben? Mocht je het originele artikel niet kunnen inzien dan moet je me zeker geen DM sturen want ik mag het natuurlijk absoluut niet met je delen. Neemt niet weg dat ik er wel bij kan

Wetenschappers fantaseren wel, maar niet in Nature publicaties... of niet op een manier die niet-wetenschappers erg aantrekkelijk vinden. Futurologen, schrijvers, filmmakers... die gaan meestal aan de haal met dit soort ideeën en bedenken toepassingen die al dan niet ooit uit zullen komen.
De vraag over de foetus is te breed. Ja we kunnen het DNA aanpassen... maar of er iets fout gaat hangt helemaal af van hoe, wanneer, waar... En of je hersenen ooit dit soort DNA data kunnen interpreteren (neem aan dat je gedachten/geheugen wilt implementeren?), dat is een enorm moeilijke vraag om te beantwoorden. Want dan moeten we eerst weten hoe gedachten en geheugen precies werken en dat weten we nog niet (al hebben we wel aanwijzingen).

AutCha
@Arcticwolfx • 14 juli 2017 09:18

Ken je het Youtube kanaal Kurzgesagt? (zo niet, boy, you're in for some ride...). Het heeft een actieve community, dus het heeft ook een hoge kwaliteit Nederlandse subtitels.

In dit filmpje worden een groot aantal van je vragen uiteengezet.

Harm_H
13 juli 2017 18:01

Wow! De 1's en 0'en zitten in het DNA? Kunnen we dus ook binnen afzienbare tijd onszelf herprogrammeren zonder ziektes? (ja, waarschijnlijk)

Veel genieën zijn het er al over eens: De kans is groot dat we in een simulatie leven.

Niet alleen omdat licht zich anders gedraagd als het geobserveerd wordt. Er is ook een IT component: Binnen afzienbare tijd kunnen we zelf gemeenschappen van levensechte AI creëren in een virtuele wereld. Welke ook weer AI gaan ontwikkelen binnen de simulatie. Op dat moment is het zeer waarschijnlijk dat wij dat ook zijn.

[Reactie gewijzigd door Harm_H op 13 juli 2017 18:14]

Herr_Mattie
@Harm_H • 13 juli 2017 20:01

Binaire data in ons DNA gaat ons niet gezonder maken. Waar je wel juist zit is dat middels Crispr/Cas in vivo gene editing gedaan kan worden.

Kort samengevat: genetisch gemodificeerd virus bevat het stukje gezonde DNA (kun je perfect als 'niet corrupte data' zien) en het gene editing hulpstuk crispr. Crispr knipt het slecht stuk DNA eruit en voegt het goede stuk weer toe op diezelfde plaats.
Cellen zijn weer 'gezond'. Klinkt allemaal high tech en scifi maar is niet zo ver weg. Trials op mensen zijn er al geweest.

Foxhound83
@Harm_H • 13 juli 2017 20:32

Daar gaat een Rick and Morty aflevering over.

(Amerikaanse komische sciencefiction animatieserie. Aanrader het is hilarisch.)

WhatsappHack
@Harm_H • 13 juli 2017 18:28

Niet alleen omdat licht zich anders gedraagd als het geobserveerd wordt.

Wat heeft dat nou weer te maken met het wel of niet leven in een simulatie?

Op dat moment is het zeer waarschijnlijk dat wij dat ook zijn.

Want? Waarom is het dan opeens waarschijnlijk?

Sissors
@WhatsappHack • 13 juli 2017 18:35

Het idee is dat als wij een simulatie gaan maken waar AIs in zitten die denken dat ze echt zijn, en die gaan weer een simulatie maken uiteindelijk van AIs, en die gaan ook weer simuleren na loop van tijd, etc, dan is uiteindelijk het grootste gedeelte van de 'mensen' in een simulatie. En dus wij waarschijnlijk ook.

Klein detail om mee te beginnen: Er is weinig reden om aan te nemen dat wij binnen afzienbare tijd gemeenschappen met levensechte AIs creëren in een virtuele wereld. Laat staan dat we genoeg rekenkracht zouden hebben om ze een compleet universum te geven.

En tja, om maar het niet begrijpen van quantum mechanica te gebruiken als onderbouwing voor dat we in een simulatie leven is idd wat twijfelachtig. Waarom zou een simulatie zoiets toevoegen aan de 'werkelijkheid' die dat dus niet zou hebben?

Kuusje

13 juli 2017 17:40

De kunst zit hem vooral in het dusdanig opslaan van data dat deze na X celdelingen/sterfgevallen nog terug te halen is. De data wordt dus generatie op generatie doorgegeven.

Een paar mogelijkheden:

we dragen straks onze eigen virtuele wereld in ons mee. Ons lichamelijke functioneren zorgt voor de input voor het DNA waar de data opstaat.
we sturen schrijfbaar DNA op pad in ons lichaam dat wordt beschreven op vooraf bepaalde momenten, prima diagnostiek.
data injecteren die (pas) leesbaar is voor het nageslacht
foutief DNA insluiten met data-DNA waardoor deze delen niet actief zijn.

Thijsmans
@Kuusje • 13 juli 2017 18:11

Er lijkt mij nogal een verschil tussen een bacterie en een menselijk lichaam. Ik ben geen bioloog, maar DNA zit toch in elke cel? Dus als je het DNA aanpast, zit die aanpassing overal? Dat lijkt mij de hoeveelheid data nogal beperken: als je een HD kattenfilmpje in je DNA opslaat, overschrijf je dan niet zoveel dat de complexere functies uitvallen?

LightPhoenix
@Thijsmans • 13 juli 2017 18:34

Heel veel vragen, ik ga het proberen:

Ja DNA zit zo goed als elke cel. Bacteriën en mensen verschillen zeker van elkaar, maar de manier waarom DNA replicatie werkt (en veel meer processen in de cel) is zo enorm basaal dat tijdens de evolutie dit niet enorm veranderd is. Zo blijken veel zaken die op manier X verlopen in een bacterie cel ook ongeveer zo te verlopen in een menselijke cel. (Daarom gebruiken we voor onderzoek ook 'modelorganismen', makkelijk te bestuderen en veel dingen zijn goed te vertalen naar ons mensen).
Of een aanpassing overal zit is vooral afhankelijk van hoe je te werk gaat. Je kunt bijvoorbeeld bepaalde virussen gebruiken die stukken DNA in het 'eigen' DNA zetten. Je kunt deze virussen gebruiken om te proberen om alle cellen te infecteren, of een subset. Je kan zelfs een virus gebruiken om dit het stuk DNA wat codeert voor dit CRISPR eiwit + DNA wat je op een bepaalde plek wil injecteren de cel in krijgen. Dit stuk DNA word dan afgelezen, het eiwit knipt het DNA open en door de 'eigen' DNA reparatie processen van de cel word het DNA wat je wil injecteren op die plek er tussen geplakt. Je overschrijft dus niet direct iets, al is dit wel een mogelijkheid. Daarom is het ook niet zo makkelijk als je misschien denkt. Dit onderzoek is niet voor niets in Nature gepubliceerd.

Overigens moet je je niet vergissen in hoeveel informatie er eigenlijk op het DNA al zit. Als je gaat rekenen dan heeft bijvoorbeeld elke spermatozoa ongeveer 37mb aan data aan boord. Per ejaculatie is dat ongeveer 1.5 Pb aan data wat je zo 'overzet'

Disclaimer: door de Jip en Janneke taal is het niet helemaal meer wetenschappelijk verantwoord

edit: Herstructurering + typos
edit2: Dank @buis71

[Reactie gewijzigd door LightPhoenix op 13 juli 2017 20:12]

E-Flex
@LightPhoenix • 13 juli 2017 20:11

Mooie analogie met die spermatozoïden, "never underestimate the bandwith of...."

buis71
@LightPhoenix • 13 juli 2017 19:55

Per ejaculatie is dat ongeveer 1.5 Tb aan data wat je zo 'overzet'

1,5 petabytes zelfs in plaats van terabytes ("1,500 terabytes" in het Engels)

RedPixel
@buis71 • 13 juli 2017 20:34

Maar wel 1,5 petabyte met extreem veel redundantie

DutchWilliam
13 juli 2017 17:10

Dus we hebben straks DNA opslag in onze pc's

svennd
@DutchWilliam • 13 juli 2017 17:13

de aflees snelheid is nogal problematisch

Cranzai
@DutchWilliam • 13 juli 2017 17:13

Dan kun je in ieder geval een kopje koffie zetten tijdens het laden van bestanden.

BarôZZa
@DutchWilliam • 13 juli 2017 17:19

Ik denk eerder een massale opslag van je DNA.

'Terroristen slaan kinderporno op in DNA'

DigitalExorcist
@BarôZZa • 13 juli 2017 17:24

Tsja. Dan kun je het tenminste onderbouwen als je zegt dat het 'nou eenmaal in je genen zit'.

gitaarwerk

@DigitalExorcist • 13 juli 2017 18:44

Geen probleem, hebben we een pilletje voor dan ;-)

FreshMaker
@gitaarwerk • 14 juli 2017 09:21

Crap.. mijn leverrancier is pas offline, rip alphabay

Oerdond3r

13 juli 2017 17:40

Maar we zijn nu dus op een punt belandt dat we complete dna reeksen kunnen herschrijven?

The future is now

MSalters

Wetenschap

@Oerdond3r • 13 juli 2017 18:02

Daar zijn we op zich al heel lang. De doorbraak van Crispr is dat we't in levende cellen kunnen doen, die door blijven werken.

stormbyte
13 juli 2017 17:19

Of een "USB" stick vinger
Zodat je je eigen DNA kunt beschrijven

pirke
13 juli 2017 17:35

En dan komt er een catastrofale gebeurtenis waardoor 90% van het leven op aarde vergaat, en over 10 miljoen jaar is men bezig om het DNA opnieuw te ontcijferen, vinden ze een gifje van een man die paard rijdt in een groot deel vd levende wezens terug