DNA come sistema di stoccaggio

La promessa di utilizzare il DNA come sistema di archiviazione potrebbe dar modo di salvare ogni foto scattata, tutta la libreria iTunes e tutti gli episodi della nostra serie TV preferita in una piccola molecola invisibile ad occhio nudo. Ma cosa succederebbe se potessimo conservare tutte le informazioni digitali su di noi, anche se incorporate sulla nostra pelle? Il genetista dell’università di Harvard, George Church, ed il suo team sostengono che questo potrà essere possibile molto presto.

Nel far ciò, si è usato il sistema di editing CRISPR per inserire una breve immagine animata, o GIF, nei genomi dei batteri Escherichia coli vivi. I ricercatori hanno convertito i singoli pixel di ogni immagine in nucleotidi, i blocchi di costruzione del DNA. Hanno poi consegnato la GIF nei batteri viventi sotto forma di cinque fotogrammi: immagini di un cavallo galoppante e cavaliere, prese dal fotografo inglese Eadweard Muybridge, che ha prodotto le prime fotografie di stop-motion negli anni ’70. I ricercatori sono stati quindi in grado di recuperare i dati sequenziando il DNA batterico. Si è riusciti così a ricostruire il film con un’accuratezza del 90% leggendo il codice nucleotidico dei pixel.

Il metodo, di cui si riporta la ricerca su Nature, è specifico per i batteri. Ma Yaniv Erlich, biologo della Columbia University, presume che questo possa essere un sistema per ospitare informazioni nelle cellule viventi che potrebbero essere eventualmente utilizzate nelle cellule umane.

Il mondo moderno sta generando sempre più enormi quantità di dati digitali e gli scienziati vedono il DNA come un modo compatto e duraturo per memorizzare tali informazioni. Dopotutto, sebbene con migliaia o addirittura centinaia di migliaia di anni, il DNA può ancora essere estratto e sequenziato in laboratorio.

Finora, gran parte della ricerca ha coinvolto DNA sintetico fatto da scienziati. E questa GIF, di soli 36 x 26 pixel, rappresenta una quantità relativamente piccola di informazioni rispetto a quanto gli scienziati erano finora riusciti a codificare nel DNA sintetico. È più impegnativo caricare le informazioni nelle cellule viventi che nel DNA sintetizzato, perché le cellule vive sono costantemente in movimento, trasformandosi, dividendosi e morendo.

Erlich afferma che un vantaggio dell’ospitare i dati nelle cellule viventi come i batteri potrebbe essere una protezione migliore. Ad esempio, alcuni batteri continuano a prosperare dopo esplosioni nucleari, esposizione alle radiazioni o temperature estremamente elevate. Oltre a salvare i dati, si potrebbe usare la tecnica per creare “sensori viventi” in grado di registrare ciò che accade all’interno di una cellula o nel suo ambiente.

Sebbene questa tecnica non verrà utilizzata per caricare grandi quantità di dati nel corpo, potrebbe rivelarsi un utile strumento di ricerca. Un possibile utilizzo sarebbe quello di registrare gli eventi molecolari che guidano l’evoluzione dei tipi di cellule, come la formazione di neuroni durante lo sviluppo del cervello.