Codifican una película en el ADN de una bacteria viva

Se trata de una nueva utilidad de la famosa técnica CRISPR del 'corta-pega' genético.

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Como si de un disco duro se tratara, un equipo de científicos de la Universidad de Harvard (EE. UU.) han introducido un vídeo de un caballo al galope fotografiado por el británico Eadweard Muybridge, precursor del primer aparato de cine -el cinematógrafo- en 1872, en el ADN de una bacteria viva y lo han recuperado después. Este innovador método está basado en la técnica del corta-pega genético (aclamado como hito científico del 2015) y ha sido recogido por la revista Nature.

 

Se trata de un ambicioso experimento que ha sido logrado por primera vez en la historia. Introducir estas antiguas imágenes codificadas en el ADN de células bacterianas vivas ha representado un desafío científico que prueba los límites del 'disco duro biológico'.

 

Toda la información que precisa un ser vivo está almacenada en su genoma, en diminutas unidades de ADN. Los científicos ya habían almacenado grandes cantidades de datos, incluido películas, en el ADN antes, pero es la primera vez que se ha logrado no solo codificarlo sino reproducirlo en células bacterianas vivas de  E.coli (Escherichia coli), un bacilo presente en el tracto gastrointestinal de humanos y animales de sangre caliente.

 

Aparte de lo sorprendente que resulta este hito científico, los científicos afirman que la técnica utilizada podría permitir que las células vivas se conviertan en un "registrador molecular" en tiempo real, capturando desarrollos biológicos no vistos dentro del cuerpo, como una especie de grabador de vídeo digital orgánico.

"Queremos convertir las células en historiadores", afirma el neurocientífico Seth Shipman y coautor del trabajo.

 

Creando una memoria biológica


"Prevemos un sistema de memoria biológica mucho más pequeño y más versátil que las tecnologías de hoy, que
rastrearán muchos eventos de forma no intrusiva con el tiempo", aclara Shipman.

Las células del cerebro cambian con el tiempo e investigar sobre este campo es tan interesante como complejo, debido a que t
ales desarrollos microscópicos ocurren casi imperceptiblemente dentro del tejido vivo (y los cambios ocurren rápidamente y al mismo tiempo). Sin embargo, una nueva forma de estudiarlo podría ser haciendo que las células vivas registraran tales cambios y puedan ser reproducidos posteriormente.

 

Para probar esta idea, los científicos convirtieron cada píxel sombreado de la animación de caballo en un código de ADN, designado por una configuración particular de las nucleobases o bases nitrogenadas de ADN, adenina, guanina, timina y citosina. Así, combinadas de tres en tres conforman lo que llamamos el código genético. Como el código binario de los ordenadores, lograron codificar imágenes sustituyendo píxeles por nucleótidos de ADN.

Los investigadores utilizaron entonces la tecnología de edición de genes CRISPR para integrar esta secuencia de información en el genoma de la bacteria
E. coli, añadiendo un nuevo marco de animación cada día. Tras una semana, las bacterias se dividieron y se multiplicaron, pasando la película a generaciones sucesivas a medida que avanzaba, como un proceso biológico de intercambio de archivos.

Posteriormente, tras secuenciar las regiones de ADN extraídas de una muestra de la bacteria,
el equipo pudo reproducir la película con el 90% de la información intacta, una prueba exitosa que sugiere que las células vivas pueden grabar y retener información en secuencia.

Si esta capacidad puede emplearse para registrar otros tipos de datos, como los cambios en la expresión génica,
podríamos ser capaces de rastrear el desarrollo de enfermedades en tiempo real, o predecir el inicio de problemas de salud cuando aún se pueden prevenir.

El nuevo estudio demuestra que al disco duro de vida le queda mucho por mostrar y que las células podrían convertirse en diminutas cámaras dentro de nuestro propio cuerpo.

 

Referencia: CRISPR–Cas encoding of a digital movie into the genomes of a population of living bacteria. Seth L. Shipman, Jeff Nivala, Jeffrey D. Macklis & George M. Church. Published online 12 July 2017. Nature. doi:10.1038/nature23017

 

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