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Gli scienziati hanno utilizzato CRISPR per inserire una GIF nel DNA di un organismo vivente
I ricercatori di Harvard hanno utilizzato il sistema di modifica genetica CRISPR per inserire questa GIF di un cavallo e un cavaliere al galoppo nel DNA dei batteri viventi.
La promessa di utilizzare il DNA come memoria significa che potresti salvare tutte le foto che hai mai scattato, l'intera libreria di iTunes e tutti gli 839 episodi di Dottor chi in una minuscola molecola invisibile ad occhio nudo, con molto spazio libero.
Ma cosa accadrebbe se potessi tenere sempre con te tutte quelle informazioni digitali, anche incorporate nella tua pelle? Il genetista dell'Università di Harvard George Church e il suo team pensano che un giorno potrebbe essere possibile.
Hanno utilizzato il sistema di modifica genetica CRISPR per inserire una breve immagine animata, o GIF, nei genomi dei viventi Escherichia coli batteri. I ricercatori hanno convertito i singoli pixel di ciascuna immagine in nucleotidi, i mattoni del DNA.
Hanno consegnato la GIF ai batteri viventi sotto forma di cinque fotogrammi: immagini di un cavallo e un cavaliere al galoppo, scattate dal fotografo inglese Eadweard Muybridge, che ha prodotto le prime fotografie in stop-motion negli anni '70 dell'Ottocento. I ricercatori sono stati quindi in grado di recuperare i dati sequenziando il DNA batterico. Hanno ricostruito il film con una precisione del 90 percento leggendo il codice nucleotidico dei pixel.
Il metodo, dettagliato oggi in Natura , è specifico per i batteri, ma Yaniv Erlich, informatico e biologo della Columbia University che non è stato coinvolto nello studio, afferma che rappresenta un modo scalabile per ospitare informazioni nelle cellule viventi che potrebbero eventualmente essere utilizzate nelle cellule umane.
Il mondo moderno sta generando sempre più enormi quantità di dati digitali e gli scienziati vedono nel DNA un modo compatto e duraturo per archiviare tali informazioni. Dopotutto, il DNA di migliaia o addirittura centinaia di migliaia di anni fa può ancora essere estratto e sequenziato in laboratorio.
CRISPR è stato utilizzato anche per codificare questa immagine di una mano in un genoma batterico.
Finora, gran parte della ricerca sull'utilizzo del DNA per la conservazione ha coinvolto il DNA sintetico prodotto dagli scienziati. E questa GIF, di dimensioni solo 36 x 26 pixel, rappresenta una quantità relativamente piccola di informazioni rispetto a ciò che gli scienziati sono stati finora in grado di codificare nel DNA sintetico. Tuttavia, è più difficile caricare informazioni nelle cellule viventi rispetto al DNA sintetizzato, perché le cellule vive si muovono, cambiano, si dividono e muoiono costantemente.
Erlich afferma che uno dei vantaggi dell'hosting dei dati nelle cellule viventi come i batteri è una migliore protezione. Ad esempio, alcuni batteri prosperano ancora dopo esplosioni nucleari, esposizione alle radiazioni o temperature estremamente elevate.
Oltre alla semplice memorizzazione dei dati, Seth Shipman, uno scienziato che lavora nel laboratorio di Church's ad Harvard e che ha guidato lo studio, afferma di voler utilizzare la tecnica per creare sensori viventi in grado di registrare ciò che sta accadendo all'interno di una cellula o nel suo ambiente.
Quello che vogliamo davvero creare sono cellule che codificano informazioni biologiche o ambientali su ciò che sta accadendo al loro interno e intorno a loro, dice Shipman.
Sebbene questa tecnica non verrà utilizzata a breve per caricare grandi quantità di dati nel tuo corpo, potrebbe rivelarsi un prezioso strumento di ricerca. Un possibile utilizzo sarebbe quello di registrare gli eventi molecolari che guidano l'evoluzione dei tipi cellulari, come la formazione di neuroni durante lo sviluppo cerebrale.
Shipman dice che potresti depositare questi dischi rigidi batterici nel corpo o in qualsiasi parte del mondo, registrare qualcosa che potrebbe interessarti, raccogliere i batteri e sequenziare il DNA per vedere quali informazioni sono state raccolte lungo il percorso.