Αποθήκευση δεδομένων στο DNA ζωντανών κυττάρων πέτυχαν Αμερικανοί επιστήμονες

Δηλαδή δημιούργησαν για μια μορφή επανεγγράψιμης μνήμης ενός bit μέσα στο DNA και παράλληλα ένα είδος κυτταρικού διακόπτη που δίνει την δυνατότητα ελέγχου ως προς το πώς και το πότε εκφράζονται συγκεκριμένα γονίδια εντός του κυττάρου.

Ομάδα ειδικών από το Τμήμα Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Στανφορντ στην Καλιφόρνια, με επικεφαλής τους Δρ Ντρου Έντι και Τζερόμ Μπονέτ χρησιμοποίησαν ένζυμα ενός βακτηριοφάγου ιού, με τη βοήθεια των οποίων μετέτρεψαν τις αλληλουχίες DNA του ελικοβακτηριδίου του πυλωρου (E.coli) σε «διακόπτη» που κινείται σύμφωνα με τις επιταγές των ερευνητών.

Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι κατόρθωσαν να εφεύρουν το γενετικό ισοδύναμο ενός δυαδικού ψηφίου bit (είναι η εναλλαγή μεταξύ των «0» και «1» που χρησιμοποιείται στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές). Όταν το τμήμα του DNA καθοδηγείται προς τη μία κατεύθυνση, τότε πρόκειται για «0», ενώ όταν κατευθύνεται στην άλλη κατεύθυνση, τότε πρόκειται για «1». Με αυτό τον τρόπο, κατέστη δυνατό να χρησιμοποιηθεί το DNA για την κωδικοποίηση (εγγραφή), αποθήκευση και «σβήσιμο» των πληροφοριών.

«Μας πήρε τρία χρόνια και 750 προσπάθειες για να το κάνουμε να δουλέψει, αλλά τελικά το πετύχαμε» δήλωσε ο Δρ Μπονέτ.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η προγραμματισμένη αποθήκευση δεδομένων στο DNA ζωντανών κυττάρων μπορεί μελλοντικά να αποτελέσει ένα τρομερά αποτελεσματικό «εργαλείο» για την μελέτη -και ίσως την καταπολέμηση- του καρκίνου ή της γήρανσης, αλλά και για άλλες παρεμβάσεις στην ανάπτυξη των οργανισμών, ακόμα και του ίδιου του φυσικού περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, ίσως στο μέλλον οι επιστήμονες να μπορούν να απενεργοποιούν έγκαιρα συγκεκριμένα κύτταρα, προτού αυτά γίνουν καρκινικά.

Η νέα τεχνική, που ονομάζεται RAD (Recombinase Addressable Data), χρησιμοποιήθηκε από τους ερευνητές με επιτυχία στα βακτήρια, έτσι ώστε -ανάλογα με τη βούληση των επιστημόνων- οι μονοκύτταροι οργανισμοί να εκπέμπουν κόκκινη ή πράσινη λάμψη κάτω από το υπεριώδες φως, ανάλογα με τον προγραμματισμένο προσανατολισμό του DNA τους προς την μία ή την άλλη κατεύθυνση. Χάρη στη νέα τεχνική, οι επιστήμονες μπορούσαν να ελέγξουν, όπως ήθελαν, τον φωσφορισμό των μικροβίων.

Στο παρελθόν, οι ερευνητές είχαν κάνει το πρώτο βήμα στρέφοντας τη γενετική αλληλουχία του DNA μόνιμα προς μία μόνο κατεύθυνση («εγγραφή»), αλλά αυτή τη φορά κατάφεραν να αλλάζουν διαδοχικά την κατεύθυνση του DNA όσες φορές ήθελαν («επανεγγραφή»), εξ ου και ο χαρακτηρισμός τους πλέον περί «επανεγγράψιμης μνήμης» μέσα στο DNA.

Το επίτευγμα ανοίγει το δρόμο για τη δημιουργία «υπολογιστών» στο εσωτερικό των ίδιων των βιολογικών συστημάτων. Το επόμενο βήμα, κατά τους ερευνητές, θα είναι να περάσουν από το απλό bit της προγραμματισμένης γενετικής πληροφορίας, σε οκτώ bits, δηλαδή σε ένα ολόκληρο byte, κάτι που όμως είναι ιδιαίτερα πολύπλοκο και θα απαιτήσει νέα «εργαλεία» στο πεδίο της βιοτεχνολογίας και της συνθετικής βιολογίας.

Οι ερευνητές προσδοκούν ότι το δεύτερο bit επανεγγράψιμων δεδομένων στο DNA θα καταστεί εφικτό πιο γρήγορα από το πρώτο και το τρίτο πιο γρήγορα από το δεύτερο κ.ο.κ., όμως η όλη διαδικασία, μέχρι τελικά τη δημιουργία ενός «βιολογικού byte», αναμένεται να πάρει αρκετό χρόνο, ίσως μία δεκαετία.