Video 'caricato' nel DNA di batterio vivo, con un ''registratore molecolare''

13 luglio 2017 ore 20:01, Stefano Ursi
I biologi dell'Università di Harvard sono riusciti, come risulta da uno studio pubblicato su Nature, a memorizzare un video nel DNA di un batterio vivente. Un risultato straordinario, ottenuto tramite quella che viene chiamata la tecnica ''taglia e incolla'' del Dna denominata CRISPR. L'immagine che è stata memorizzata nel corredo genetico del batterio è il famoso cavallo al galoppo fotografato da Muybridge nell'Ottocento. Nel 2016, spiega una nota dell'ateneo, un team di ricerca presso il Wyss Institute at Harvard University aveva costruito il primo ''registratore molecolare'' basato sul sistema CRISPR; esso consente alle cellule di acquisire informazioni fornite in maniera cronologica, codificate dal DNA, che generano una memoria nel genoma di un batterio. Le informazioni vengono così memorizzate come una serie di sequenze nel CRISPR e possono poi essere richiamate ed utilizzate per ricostruire una sequenza temporale degli eventi.

Video 'caricato' nel DNA di batterio vivo, con un ''registratore molecolare''
Photo Credit - Wyss Institute at Harvard University
La stessa squadra ha mostra nello studio presente che il sistema CRISPR può codificare in cellule vive informazioni complesse come quelle della digitalizzazione dell'immagine di una mano umana, che ricorda i dipinti degli uomini preistorici sulle pareti della caverna e una sequenza di una delle prime immagini cinematografiche mai fatte, come detto quella di Eadweard Muybridge di un cavallo al galoppo. Così Seth Shipman, della Harvard Medical School: "Abbiamo progettato strategie che essenzialmente traducono le informazioni digitali contenute in ogni pixel di un'immagine o di un fotogramma così come il numero di fotogrammi in un codice del DNA che, con sequenze aggiuntive, è incorporato nei distanziatori. Ogni sequenza diventa così una collezione di distanziatori. Abbiamo poi fornito le raccolte per fotogrammi consecutivi in modo cronologico a una popolazione di batteri che, utilizzando l'attività Cas1/Cas2, li ha aggiunti alle sequenze CRISPR nei loro genomi''.

''Dopo aver recuperato tutte le sequenze dalla popolazione batterica mediante il sequenziamento del DNA - spiega - siamo riusciti a ricostruire tutti i fotogrammi del film del cavallo al galoppo e dell'ordine in cui sono apparse". I ricercatori hanno portato a termine questo procedimento nelle cellule del batterio Escherichia coli, tramite i nucleotidi, per codificare i singoli pixel di ogni immagine. Il sistema CRISPR, spiega la nota, ha una funzionalità straordinariamente importante perché aiuta i batteri a sviluppare l'immunità contro il continuo attacco di virus nei loro ambienti; come memoria delle infezioni, esso cattura le molecole del DNA virale e genera brevi sequenze di "spacer", che poi aggiunge come nuovi elementi a monte degli elementi precedenti in una sequenza crescente situata nel locus CRISPR dei genomi batterici. La proteina CRISPR-Cas9 utilizza questa memoria per distruggere gli stessi virus quando tornano. Nel futuro lavoro, si legge nella nota, la squadra si concentrerà sulla creazione di dispositivi di ''registrazione molecolare'' in altri tipi di cellule e sull'ingegneria del sistema per memorizzare le informazioni biologiche.

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autore / Stefano Ursi
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