Επιστήμονες κατάφεραν να βάλουν ένα GIF μέσα στο DNA ζωντανού οργανισμού

Τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες πιστεύουν πως στο άμεσο μέλλον το DNA θα μπορούσε να γίνει ένα αποδοτικό μέσο αποθήκευσης δεδομένων. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσατε να αποθηκεύσετε κάθε φωτογραφία που έχετε τραβήξει, ολόκληρη τη μουσική σας βιβλιοθήκη και άπειρες άλλες πληροφορίες, σε ένα μικρό μόριο που δε θα είναι ορατό με γυμνό μάτι. Ο γενετιστής του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, George Church και η ομάδα του πιστεύουν πως μελλοντικά οι άνθρωποι θα μπορούν να έχουν διαθέσιμες όλες τις ψηφιακές τους πληροφορίες ανά πάσα στιγμή, ενσωματωμένες στο σώμα τους.

Οι επιστήμονες χρησιμοποιήσαν το σύστημα επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για να εισαγάγουν μια μικρή κινούμενη εικόνα, ή GIF, στα γονιδιώματα ζωντανών κολοβακτηριών Escherichia colibacteria. Οι ερευνητές μετέτρεψαν τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία (pixels) κάθε εικόνας σε νουκλεοτίδια, τα δομικά στοιχεία του DNA.

Αρχικά τοποθέτησαν το GIF στα ζωντανά βακτηρίδια με τη μορφή πέντε καρέ που απεικονίζουν ένα καλπάζον άλογο με τον αναβάτη του, του πρωτοπόρου Άγγλου φωτογράφου Eadweard Muybridge, που παρήγαγε τις πρώτες φωτογραφίες (stop-motion) τη δεκαετία του 1870. Στη συνέχεια, οι ερευνητές ανέκτησαν τα δεδομένα ακολουθώντας το βακτηριακό DNA. Ανακατασκεύασαν την ταινία κατά 90% διαβάζοντας τον κώδικα των νουκλεοτιδίων εικονοστοιχείων.

https://www.youtube.com/watch?v=LISjnMLBzhY

Σύμφωνα με το περιοδικό «Nature», η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται ειδικά στα βακτήρια. Όμως, ο βιολόγος Yaniv Erlich από το Πανεπιστήμιο Κολούμπια που δεν συμμετείχε στην έρευνα, ισχυρίζεται ότι είναι ένας τρόπος τοποθέτησης πληροφοριών σε ζωντανά κύτταρα που θα μπορούσαν ενδεχομένως να αντικατασταθούν από ανθρώπινα. Καθώς αυξάνεται η ποσότητα των ψηφιακών δεδομένων, οι επιστήμονες βλέπουν το DNA ως έναν αποτελεσματικό τρόπο αποθήκευσης αυτών των πληροφοριών.

Μέχρι στιγμής, μεγάλο μέρος της έρευνας αναφορικά με τη χρήση του DNA ως μέσο αποθήκευσης γινόταν σε συνθετικό DNA. Το GIF που είχε μέγεθος 36 με 26 pixels, αντιπροσωπεύει σχετικά μικρή ποσότητα πληροφοριών σε σύγκριση με αυτές που έχουν κωδικοποιήσει οι επιστήμονες στο συνθετικό DNA.

Ο Erlich πιστεύει πως η φιλοξενία δεδομένων σε ζωντανά κύτταρα σημαίνει και περισσότερη προστασία καθώς ορισμένα βακτήρια εξακολουθούν να ευδοκιμούν μετά από πυρηνικές εκρήξεις, έκθεση σε ακτινοβολία ή εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες.

Ο επιστήμονας Seth Shipman που εργάζεται στο εργαστήριο του Χάρβαρντ και που ηγήθηκε της έρευνας, θέλει να χρησιμοποιήσει την τεχνική αυτή για να κατασκευάσει «αισθητήρες διαβίωσης» που θα μπορούν να καταγράψουν τι συμβαίνει μέσα σε ένα κύτταρο ή στο περιβάλλον του. Για παράδειγμα, η τεχνική αυτή θα μπορούσε να βοηθήσει στην καταγραφή μοριακών συμβάντων που βοηθούν την εξέλιξη των κυτταρικών τύπων, όπως είναι ο σχηματισμός νευρώνων κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου.

Ο Shipman πιστεύει πως μελλοντικά θα μπορούμε να τοποθετήσουμε τους βακτηριακούς σκληρούς δίσκους στο σώμα μας ή οπουδήποτε στον κόσμο, να καταγράψουμε κάτι που μπορεί να μας ενδιαφέρει, να συλλέξουμε τα βακτηρίδια και να μελετήσουμε το DNA για να δούμε τις πληροφορίες που έχουν συλλεχθεί.

ΠΗΓΕΣ:

http://www.businessinsider.com/gif-into-dna-bacteria-harvard-2017-7

https://www.technologyreview.com/s/608268/scientists-used-crispr-to-put-a-gif-inside-living-dna/