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Científicos codifican un GIF dentro del ADN de una bacteria

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El ADN es un medio muy prometedor para almacenar datos. Considere que el núcleo de una célula alberga todas las instrucciones para un organismo tan complejo como un ser humano. Hasta ahora los esfuerzos para almacenar datos no genéticos en el ADN se han llevado a cabo en tubos de ensayo, pero ahora los científicos han codificado un GIF en el genoma de una bacteria viva.

Los científicos de la Universidad de Harvard utilizaron la herramienta de edición del genoma CRISPR para almacenar una imagen de una mano y una animación de un caballo corriendo adaptado del estudio fotográfico de Eadweard Muybridge en 1878, Human and Animal Locomotion, en el genoma de la bacteria E. Coli (Escherichia coli). Ser que se encuentra en los tractos gastrointestinales de los animales de sangre caliente.

Más importante aún, fueron capaces de recuperar la imagen de la mano perfectamente y el GIF con un 90% de precisión mediante la secuenciación de los genomas bacterianos. Sus resultados fueron publicados en la revista Nature.

Almacenamiento en el ADN

Los esfuerzos para almacenar datos no convencionales en el ADN han estado ocurriendo durante años gracias a su increíble compacidad y su larga vida útil. Almacenado correctamente, puede mantener los datos intactos por lo menos 100.000 años. Hace apenas un par de meses Microsoft dijo que planeaba incorporar un sistema de almacenamiento de ADN en uno de sus centros de datos para finales de la década.

Sin embargo, esto se ha hecho traduciendo los bits que codifican libros, imágenes o grabaciones de audio en secuencias de ADN y luego sintetizándolos artificialmente. Con el uso de CRISPR en su lugar, el equipo de Harvard, liderado por el renombrado genetista George Church, fue capaz de secuestrar los genomas de la bacteria E. coli para almacenar la información.

El sistema CRISPR es en realidad un mecanismo de defensa natural que las bacterias utilizan para desarrollar inmunidad a los virus invasores mediante la grabación de fragmentos del ADN del atacante en el genoma de la bacteria. Estos fragmentos se utilizan para guiar a la enzima Cas9 para encontrar y destruir ADN invasivo la próxima vez que el virus ataque.

El sistema CRISPR / Cas9 ha sido re-propuesto por los científicos para editar los genomas mediante ingeniería molecular, básicamente cortan las cadenas de ADN en un lugar específico. Para resumirlo sencillamente: El ADN está formado por distintas moléculas llamadas nucleótidos; el orden de los distintos nucleótidos es lo que genera una codificación. Un fragmento de nucleótidos que contiene información es lo que se denomina gen. Al cortar un gen específico les permite eliminar la información existente o añadir otra nueva.

Sistema Cas1 y Cas2

En este nuevo estudio, sin embargo, los investigadores en su lugar utilizaron el menos conocido sistema Cas1 y Cas2, cimentado en las proteínas responsables de la inserción de ADN viral en el genoma de la bacteria. “Hemos encontrado que si hacemos que las secuencias que suministramos parezcan lo que el sistema normalmente captura de un virus, tomaría todo lo que le damos”, dijo a The Verge Seth Shipman, un investigador de neurociencia en Harvard y coautor del estudio.

Es importante destacar que Cas1 y Cas2 insertan nuevas piezas de ADN en el orden en que llegan, que es lo que hizo posible para los investigadores para codificar una animación. Los datos fueron codificados en 600.000 células para ayudar a aumentar la precisión porque el proceso no es exacto, pero las herramientas de secuenciación modernas permiten recuperar los datos bastante rápido.

La capacidad de registrar datos directamente en el genoma de una célula abre una gran cantidad de nuevas aplicaciones potenciales.

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