Halobacterium salinarum, una nuova capsula del tempo

Sempre per la sezione di scienza ai limiti della fantascienza, vi proponiamo un nuovo interessante studio scientifico, recentemente pubblicato sulla rivista scientifica bioRxiv, riguardo la possibilità di conservare DNA umano nel tempo attraverso l’utilizzo di batteri. La nuova capsula del tempo biologica si chiama Halobacterium salinarum.

Un progetto scientifico visionario

Joe Davis, lo scienziato a capo di questo progetto, in realtà è un artista visionario la cui attività di ricerca è sempre stata caratterizzata da una capacità incredibile di scavalcare l’inimmaginato. La possibilità di conservare dati di diverso tipo ed origine in forme di vita biologica è il suo cavallo di battaglia. La chiave del potere creativo di Davis sta nel concetto stesso di informazione. Un’immagine, un video, un racconto, un film o il DNA non sono altro che informazioni sotto forma di dati, la cui lettura dipende dal codice utilizzato.

Nel caso del DNA umano parliamo di un codice basato sull’utilizzo di sole 4 basi nucleotidiche. Tutta l’informazione genetica che ci caratterizza come esseri umani è contenuta, come ben sappiamo, in un codice a 4 lettere. Un codice la cui capacità massima di conservazione dati arriva ai 300 megabytes.

Grazie ai progressi della biologia molecolare, oggi siamo in grado di incorporare informazioni di vario tipo direttamente nel DNA e traferire quest’ultimo in forme di vita quali i batteri. Un’immagine 3D, per esempio, potrebbe essere quindi conservata sotto forma di DNA all’interno di un batterio, che diventerebbe pertanto una penna USB vivente.

Halobacterium salinarum: una capsula del tempo super resistente

Fino ad ora, la maggior parte delle sperimentazioni in questo campo sono state condotte nel batterio modello della biologia molecolare, Escherichia coli. L’idea di Davis e dei suoi collaboratori è stata invece quella di utilizzare un batterio estremofilo quale Halobacterium salinarum come serbatoio di informazioni. A quale scopo?

Immaginiamo di voler conservare un’informazione del nostro tempo presente affinchè questa diventi disponibile in un’era futura, magari in presenza di condizioni ambientali avverse. Un batterio come Halobacterium salinarum riuscirebbe a resistere a condizioni ambientali avverse, ai limiti della sopravvivenza e garantire pertanto la sopravvivenza e diffusione di un’informazione, quale per esempio lo stesso DNA umano.

L’art-attack della capsula del tempo

Il primo passo verso la realizzazione di questo super USB vivente è stato l’incorporazione di un’immagine 3D all’interno del genoma di Halobacterium salinarum. Ed anche qui via libera all’immaginazione.

C’era una volta, un mago che nascose la sua anima sulla punta di un ago, che a sua volta la nascose dentro di un uovo, che nascose dentro un’anatra, che si trovava dentro un coniglio. Il coniglio è sito in uno scrigno. Lo scrigno è attaccato ad una catena che cinge una quercia. La quercia cresce su un monte nero, l’isola di Bujan.

L’immagine scelta dall’ispirazione visionaria Davis è stata proprio quella dell’ago e dell’uovo di una famosa favola russa di cui abbiamo riportato un estratto. Grazie alla collaborazione con Alexandre Bisson, un biologo della Brandei University, l’informazione codificante per l’immagine 3D di un uovo è stata incorporata in una regione del genoma di Halobacterium salinarum protetta da possibili modificazioni del DNA.

Bisson ha ottenuto una coltura dei batteri modificati geneticamente ed ha confermato l’ereditarietà dell’informazione genetica alle “nuove leve” di Halobacterium salinarum.

Halobacterium salinarum durante l'esperimento
Figura 1: A) Coltura di Halobacterium salinarum in un terreno ipersalino B) Immagine con contrasto di fase di cellule batteriche di Halobacterium salinarum intrappolate in cristalli di sale prelevati da un terreno di coltura ipersalino desidratato.

Il progetto prevede la coltivazione a lungo termine di questo ceppo batterico modificato geneticamente e la conferma, ad una distanza di 10 anni, dell’effettiva conservazione inalterata dell’informazione sintetica incorporata nel DNA della capsula del tempo batterica.

Un progetto dalle ambizioni fantascientifiche

La nuova stravagante idea di una capsula del tempo vivente, di per sè derivata da un incredibile potere d’immaginazione, apre le porte a scenari fantascientifici altrettanto stravaganti.

Sarebbe possibile conservare il DNA dell’Homo sapiens attuale e renderlo disponibile per una futura ed ipotetica era abitata dalle nostre versioni evolute? Ancora, sarebbe possibile tramandare un codice di comunicazione con un sistema Terra futuro abitato da forme di vita estranee all’essere umano?

Per ora si tratta di domande che rimangono ancora senza risposta; una sorta di divagazioni futuriste di visionari fantascientifici. Ma, come sappiamo, la creatività nella scienza non è mai abbastanza e, chissà, magari un giorno queste ricerche ai limiti dell’assurdo potrebbero tornarci utili.

Serena Galiè

Bibliografia

Informazioni su Serena Galié 58 Articoli
Autrice di Microbiologia Italia. Laureata in Biotecnologie Mediche con curriculum internazionale in Management in Medical Biotechnology presso l'Università Alma Mater Studiorum di Bologna. Master in Biotechnology of Environment and Health presso l'Università di Oviedo, in Spagna. Attualmente studentessa di un PhD in Nutrizione e Metabolismo presso l'Università Rovira I Virgili, a Tarragona in Spagna.

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