《科学》在线杂志上，来自哈佛大学的化学家刘如谦（David Liu）和博士后唐卫新（Weixin Tang）宣布了两种被他们称为“CRISPR-介导的模拟多事件录音设备”或“照相机”的工具。在概念验证实验中，他们分别展示了该工具如何在细菌和人类细胞中记录光照、抗生素和病毒感染或内部分子事件。

 

　　这种叫作“照相机”的研究工具可以对细胞进行改造，利用“安全港”基因的DNA来记录由各种刺激激发产生的信号。

 

　　刘如谦想要得到更干净的读数。“我们想避开这种随机混杂的数据。要解读你的研究发现非常困难。”他的团队不仅想要记录细胞是否经历了刺激，还想要记录该刺激的强度以及持续了多长时间。例如，为了更好地理解癌症，刘说，“我们希望能够看到处于某特定状态的细胞是否会听从或忽视刺激信号，从而停止生长。”

 

　　另一种“照相机”利用了细菌的特性：细菌拥有漂浮在细胞质中的环状“质粒”DNA，可以进行自我复制，但会严格控制其菌群大小。研究人员引入了两个“记录仪”质粒，R1和R2，它们以稳定的比例“驻扎”在细菌内。然后，他们制造了一个单独的质粒，该质粒含有CRISPR的组分基因――一个靶向特定DNA序列以及可切割双螺旋的Cas9酶的“向导”RNA（gRNA）。这些基因被设计成当细胞经历一种特定的刺激时即能发挥作用，靶向R1。在一项测试中，他们给细菌配备了一种抗生素激活的“照相机”。通过将质粒进行排序并记录R1：R2比率的变化，他们就能知道这些细胞暴露在药物中有多长时间了。

 

　　第二个“照相机”使用的是修饰过的不具有切断双螺旋结构功能的Cas9，它与一种酶有关，这种酶可以将4种DNA碱基之一的胞嘧啶转换为另一种胸腺嘧啶。为了记录事件，gRNA把这个所谓的碱基编辑器摆渡给一个“安全港”基因，该基因的DNA可以在不对细胞造成损伤的情况下被改变。研究人员再次调整系统以响应特定的信号。作为测试实验，他们刺激人类细胞激活Wnt信号通路，该信号通路在胚胎发育和癌症的发展中起着重要作用。在Wnt信号通路激活的情况下，“照相机”打开了，登记记录安全港基因中那些信号。