如果細(xì)胞會(huì)說(shuō)話,，它們應(yīng)該有很多故事可以告訴我們,。它們遇到過(guò)哪些分子,，它們向鄰居傳遞過(guò)哪些信號(hào)，它們是如何成長(zhǎng)和改變的,。研究人員雖然還沒(méi)能讓細(xì)胞真正開(kāi)口說(shuō)話,，但是他們已經(jīng)發(fā)明了一種DNA“錄音機(jī)”，通過(guò)DNA序列存儲(chǔ)數(shù)據(jù),。DNA“錄音機(jī)”可以記錄細(xì)胞幾個(gè)星期的生活史,，描述出細(xì)胞各種各樣的記憶。相關(guān)研究發(fā)表在11月13日的《科學(xué)》雜志上,?？茖W(xué)家們預(yù)想，這一穩(wěn)定的,、可擦除且易于檢索的記憶,，將會(huì)特別適合于諸如環(huán)境和醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)傳感器等應(yīng)用。

    在過(guò)去,，研究人員通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉響應(yīng)刺激的蛋白的產(chǎn)生,，將細(xì)胞轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的傳感器。 但是每個(gè)開(kāi)關(guān)只能記錄一項(xiàng)簡(jiǎn)單的信息,，即細(xì)胞是否在相應(yīng)的刺激中暴露過(guò),，但不能揭示暴露的時(shí)間和程度,。
    領(lǐng)導(dǎo)該研究的麻省理工學(xué)院的合成生物學(xué)家Timothy Lu說(shuō)：“我們希望細(xì)菌可以有一個(gè)收集更多信息的記憶系統(tǒng)，那么問(wèn)題來(lái)了,，這樣的記憶系統(tǒng)是什么樣的呢,？”
Lu的團(tuán)隊(duì)設(shè)定了一個(gè)生物程序?qū)罴?xì)胞的DNA進(jìn)行重寫(xiě)。一旦DNA被重寫(xiě)了,，即便到細(xì)胞死亡的時(shí)候,，信息依然會(huì)存在于遺傳物質(zhì)中。通過(guò)測(cè)定含有這種重寫(xiě)DNA的細(xì)胞中基因的數(shù)量,，研究人員可以確定信號(hào)持續(xù)的時(shí)間和強(qiáng)度,。含有突變基因的細(xì)胞越多，表明信號(hào)越強(qiáng),、越久,。
    這種方法被稱為Synthetic Cellular Recorders Integrating Biological Events (SCRIBE)，依靠的是反轉(zhuǎn)錄子（retrons）,，反轉(zhuǎn)錄子組成一些細(xì)菌的遺傳系統(tǒng),，產(chǎn)生單鏈DNA；細(xì)菌通常用單鏈DNA改變它們的宿主,。Lu的團(tuán)隊(duì)在細(xì)菌的細(xì)胞中插入一個(gè)反轉(zhuǎn)錄子,，只有當(dāng)細(xì)菌響應(yīng)特定的刺激（如化學(xué)物質(zhì)、光）時(shí),，該反轉(zhuǎn)錄子才會(huì)開(kāi)啟,，產(chǎn)生特定的DNA。
    Lu在他改造的響應(yīng)光信號(hào)和其它常見(jiàn)生物試劑的細(xì)胞中測(cè)試了SCRIBE,。其中一個(gè)成功的例子是,，SCRIBE成功的讓抗生素抗性基因突變的細(xì)胞響應(yīng)光信號(hào)的記憶變得特別容易讀取。當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)在抗生素存在的環(huán)境中時(shí),，研究人員可以立刻看到哪些細(xì)胞包含新的突變基因,。結(jié)果還可以通過(guò)細(xì)菌基因組測(cè)序來(lái)驗(yàn)證。
    Lu說(shuō)：“SCRIBE系統(tǒng)還有很多潛在的應(yīng)用,，比如長(zhǎng)期記錄一種細(xì)胞的生存環(huán)境,。活細(xì)胞可以水環(huán)境中放上一周,，然后收集起來(lái),，再測(cè)定細(xì)胞的DNA，然后判斷細(xì)胞所處的環(huán)境是否含有某種細(xì)菌或者毒素,。SCRIBE還可以用于推動(dòng)基礎(chǔ)研究,。當(dāng)你從單細(xì)胞變成多細(xì)胞組織，每個(gè)細(xì)胞都遇到了不同的信號(hào),。SCRIBE可以讓研究人員知道,，每個(gè)細(xì)胞是如何來(lái)塑造自己的命運(yùn)的,。”
    波士頓大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師Ahmad Khalil說(shuō)：“他們做了非常特殊的工作,，將DNA轉(zhuǎn)化為可讀的形式,，書(shū)寫(xiě)活細(xì)胞的記憶。我覺(jué)得這是合成生物學(xué)一個(gè)非?？岬男路较?。”