Essere in grado di salvare nella nostra struttura genetica le foto, i video, i film, i documenti di una vita come all’interno di un vero e proprio hard disk: ecco la nuova frontiera della bioinformatica, intesa come scienza multidisciplinare che studia dei sistemi biologici a livello molecolare e cellulare usando metodi e modelli informatici.
Non una frontiera così lontana se ad Harvard un team di scienziati è riuscito a inserire una GIF all’interno del genoma di un batterio, nello specifico di un Escherichia coli (E. coli), del quale esistono centinaia di ceppi alcuni dei quali assolutamente inoffensivi; tra essi ricordiamo quelli che colonizzano l’apparato digerente degli esseri umani e di altri animali a sangue caldo, tutti ceppi che fanno infatti parte della flora batterica intestinale e sono indispensabili per la nostra salute.
Altri invece sono un po’ meno indispensabili, come ad esempio l’Escherichia Coli sierotipo O157:H7, che sono in grado di provocare un grave avvelenamento negli esseri umani.
Il team di ricercatori dell’Università di Harvard è riuscito a inserire nel loro DNA un’intera GIF sfruttando un processo chiamato CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), che in italiano si può tradurre con brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari.
Di fatto sono stati convertiti singoli pixel di ogni immagine in nucleotidi, i blocchi di costruzione del DNA, e le GIF sono state inserite nei batteri viventi sotto forma di cinque fotogrammi ritraenti un cavallo al galoppo con cavaliere, un’immagine tratta dall’esperimento del fotografo inglese Eadweard Muybridge che negli anni ’70 produsse le prime fotografie in stop motion: una tecnica di ripresa cinematografica che consiste nello scattare una serie di fotogrammi di un oggetto o di un disegno bidimensionale cambiando ogni volta la sua posizione nello spazio, per poi proiettare le immagini una di seguito all’altra.
I ricercatori hanno potuto in seguito recuperare i dati sequenziando il DNA batterico con un’accuratezza del 90% leggendo il codice nucleotidico dei pixel.
Il genetista di Harvard Jeff Nivala afferma: “Il nostro reale obiettivo è far sì che le cellule immagazzinino informazioni su loro stesse all’interno del genoma, così che potremo in futuro essere in grado di guardare al suo interno“.
Una tecnica possibile grazie alla rivoluzionaria molecola CRISPR/Cas9, che combina speciali proteine e molecole di RNA per tagliare e modificare il DNA e che fu scoperta osservando il comportamento di alcuni batteri che, sfruttando questo sistema, si difendono dai virus tenendoli lontani, quando necessario.
Durante un attacco virale le proteine intervengono per recuperare pezzi di DNA del soggetto che sta aggredendo la cellula, la cosa conveniente è che Cas1 e Cas2 non inseriscono il DNA virale in modo casuale, ma lo fanno in ordine di arrivo: in questo modo si crea una mappa che trasforma il genoma in un sistema di registrazione temporale.
Seth Shipman della Harvard Medical School è sicuro quando afferma: “Un giorno potremo seguire tutto lo sviluppo di un neurone cominciando da una cellula staminale”
In futuro i ricercatori si concentreranno sulla creazione di dispositivi di registrazione molecolare in altri tipi di cellule e su un sistema capace di memorizzare le informazioni biologiche; all’evoluzione di queste ricerche sono interessate le multinazionali che lavorano nel campo dello storage.
Microsoft lo scorso anno ha potuto inserire 200MB di informazioni all’interno di un DNA.
