Gli scienziati hanno scoperto come utilizzare i batteri come “hard disk” viventi

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Sembra che gli organismi viventi siano in grado di memorizzare righe di codice e passarle alla loro progenie. Un team di scienziati di Harvard guidati dai genetisti Seth Shipman e Jeff Nivala ha appena messo a punto un modo affascinante per scrivere pezzi di informazioni nel codice genetico di cellule batteriche viventi e in crescita. Potrebbe essere il codice di un programma per computer o versi di una poesia. In entrambi i casi, queste “memory stick” viventi sono in grado di passare questi dati ai loro discendenti, e gli scienziati possono poi leggere tali dati attraverso la genotipizzazione dei batteri. Come Shipman spiega in un articolo sulla rivista Science, il suo metodo può caricare circa 100 byte di dati.

Prima di questo esperimento, la maggior parte delle informazioni che uno scienziato aveva mai caricato in modo permanente in una cellula vivente è stato di 11 bit di informazione. Questa nuova tecnica ha ampliato questo record di circa 100 byte di dati.

I genetisti di Harvard hanno utilizzato un affascinante risposta immunitaria che alcuni batteri hanno per proteggersi contro l’infezione virale. Nel gergo dei genetisti, questa risposta si chiama sistema CRISPR/ Cas, ed è in realtà abbastanza semplice. In sostanza, quando questi batteri sono invasi da virus, possono fisicamente tagliare un segmento di DNA del virus che attacca e poi incollarlo in una regione specifica del genoma dei batteri. Questo permette ad un batterio di ricordare com’era un determinato virus nel caso in cui mai tenta di invaderlo di nuovo. Non solo, ma questa memoria genetica viene trasmessa alla progenie dei batteri, trasferendo l’immunità virale alle future generazioni.

Il team è stato aiutato da un fatto importante su CRISPR. I batteri conservano le loro nuove memorie del sistema immunitario in sequenza, in modo che il DNA virale da infezioni precedenti sia registrato prima che si verifichino infezioni più recenti. “Questo è molto importante“, dice Shipman. “Se la nuova informazione è stata appena memorizzata in modo casuale, non sarebbe stato altrettanto istruttivo. Si potrebbe avere tag su ogni pezzo di informazione per sapere quando è stato introdotto nella cella. Qui è ordinato in sequenza, come il modo in cui si scrivono le parole in una frase. ”
C’è solo una complicazione. Quando gli scienziati introducono messaggi codificati di DNA virale nei loro batteri, non tutti i batteri mangiano il messaggio. Occasionalmente, un po’ manca. Quindi, se si dovesse introdurre parola per parola il codice per la frase “Questo messaggio è nei tuoi geni,” utilizzando sei introduzioni di DNA virale, non tutti i batteri avrebbero il messaggio completo. Alcuni avrebbero “Questo nei geni”, mentre altri potrebbero avere solo “È geni,” e così via. Anche con questi “errori”, dice Shipman, si può dedurre il messaggio completo con chiarezza cristallina poiché il messaggio è sempre registrato in sequenza.

Shipman dice che i 100 byte che la sua squadra ha dimostrato non è nulla! Alcune cellule, come il microrganismo Sulfolobus tokodaii avrebbero spazio per più di 3.000 byte di dati. E con l’ingegneria sintetica, non è difficile immaginare alcuni batteri utilizzati come “disco rigido”, appositamente progettati con le regioni del loro codice genetico enormemente ampliate, in grado di caricare rapidamente grandi quantità di dati.

 

Salvatore Gemmellaro

 

Fonte: Popular Mechanics; Science

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Non ho mai fatto della Scienza solo una materia di studio ed una passione personale, ma l’ho sempre ammirata come un’opera d’arte. Riesco a vederne la bellezza. I miei contemporanei probabilmente vedono solamente basi di Rna, gli enzimi. Io vedo Picasso, le più stupende sculture della biologia, vedo i Virus. Sono laureando in Scienze Biologiche, ed intendo dar del mio, in futuro, nel mondo della ricerca scientifica.

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