Stanford: informazione binaria riscrivibile nel DNA di un batterio

Un team di ricercatori di bioingegneria presso la Stanford University ha realizzato enzimi capaci di registrare informazioni binarie nel DNA di cellule viventi. "Ci sono voluti tre anni e 750 tentativi, ma alla fine ce l'abbiamo fatta" ha dichiarato Jerome Bonnet, coordinatore del team di ricerca, il quale spiega che lo scopo ultimo non è quello di realizzare dispositivi di storage biologico, quanto più gettare le basi per lo sviluppo di un nuovo tipo di strumentazione che permetta ai ricercatori di studiare e comprendere più a fondo i sistemi viventi.

La ricerca si è focalizzata sull'impiego di alcuni enzimi naturali ricavati ed adattati da batteri, per variare e capovolgere specifiche sequenze del DNA. In questo modo i ricercatori hanno potuto ricreare l'equivalente genetico di una cifra binaria, o bit, a seconda della direzione in cui punta la sequenza di DNA.

Per realizzare ciò che i ricercatori hanno chiamato Recombinase Addressable Data, è stato necessario gestire la precisa dinamica di due proteine opposte, l'integrasi e l'escissonasi: "Studi precedenti hanno dimostrato come invertire la sequenza genetica, seppur in maniera irreversibile, attraverso l'espressione di un singolo enzima. Noi abbiamo avuto la necessità di varirare la sequenza a nostro piacimento, con lo scopo di creare un registro dati binario pienamente riutilizzabile, e abbiamo avuto bisogno di qualcosa di completamente differente. Abbiamo, appunto, impiegato tre anni e 750 tentativi per trovare il giusto bilanciamento tra i livelli delle proteine nella cella" ha spiegato Bonnet.

Bonnet ha testato i moduli RAD all'interno di microbi che si sono replicati per oltre 100 iterazioni, mostrando una buona affidabilità del sistema. Il team ha mostrato una capsula petri contenente due colonie di Escherichia Coli modificate usando il RAD. Queste colonie assumono emettono una luminescenza di colore differente quando irradiate da luce ultravioletta, in dipendenza dell'orientamento della sezione di DNA modificata dal RAD.

Il team sta ora cercando di capire come poter ricreare un ottetto, o byte, in forma genetica, con un lavoro che si preannuncia essere particolarmente complesso ed esteso ma che consentirà di aprire la strada a nuovi studi nel campo dell'ingegneria biologica.