El primer paso real de la bioinformática (1 bit de memoria)

Científicos de la Universidad de Stanford han desarrollado por primera vez, marcando un hito histórico, un método para grabar, almacenar, borrar y poder volver a grabar información en el ADN de células vivas.

Después de tres años de trabajo y 750 intentos fallidos un equipo de ingenieros genéticos ha conseguido crear un método para tratar la información de forma digital en el ADN de células vivas.

Su investigación fue publicada ayer en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Para ello han aplicado enzimas naturales, obtenidas de bacterias, para cambiar secuencias específicas de ADN de un sitio a otro. 

Con este método han creado el equivalente genético a un dígito binario. Si los puntos de una sección de ADN están en una sola dirección equivale a un cero, si las cadenas apuntan en direcciones diferentes equivale a un uno. 

A) Circuito esquemático de un circuito de reposición B) Células en las que se ha introducido información

Esta investigación, según los investigadores, será una herramienta muy poderosa para investigar enfermedades como el cáncer, ayudará a comprender el envejecimiento y también los complejos procesos que utilizan los organismos vivos para desarrollarse. Citan como una aplicación contar las veces que una célula se divide y desactivarla si se convierte en cancerígena. 

Trasladado al mundo de la informática su trabajo sería lo que se conoce como memoria no volatil, no requiere de energía para mantener la información. En el mundo de la bioingeniería este término se traduce por reconversión de ADN por inversión, en las células después de los procesos enzimáticos que cortan, giran y recombinan el ADN la información quedaría fijada. Han denominado a su método como RAD (recombinación de datos direccionable). 

En su experimento modificaron una sección precisa de ADN en una bacteria que determina cómo los organismos unicelulares reaccionan a la luz ultravioleta. Los microbios pueden presentar dos colores rojo y verde, dependiendo de la orientación de la sección de ADN. Mediante la técnica de RAD los ingenieros genéticos pueden mover, cambiar o eliminar una sección dentro de la cadena de ADN a su voluntad. 

Modelo tridimensional de la doble hélice que forma el ADN

Para que el método funcione tuvieron que controlar la dinámica de dos proteinas con funciones opuestas la integrasa y la excisionasa dentro de las células. Su mayor problema fue coordinar a estas dos moléculas para que no actuaran al mismo tiempo o estuvieran presentes en concentraciones equivocadas. Si no fuera así se  provocarían resultados aleatorios. 

Después de tres años de trabajo y 750 intentos han conseguido establecer el equilibrio correcto entre los niveles de las dos proteínas. 

Con el sistema de recombinación de datos direccionable han conseguido introducir información en las células, mantenerla en ausencia de las proteinas utilizadas para grabarla y borrarla posteriormente.

Según afirman los científicos el futuro de la informática no solo está en parámetros como la rapidez o datos que pueden ser manejados simultáneamente, sino también en cuando y donde se llevan a cabo los cálculos. 

El objetivo de los científicos es pasar de la capacidad actual de un bit a ocho bits de almacenamiento programable en datos genéticos. 

Aseguran que, aunque llegar a este punto inicial ha precisado de diez años, el conseguir 2 bits llegará mucho antes y que el proceso se acelerará con el tiempo. 

Su propósito es crear fragmentos biológicos con información que puedan ser utilizados por toda la comunidad científica en muy diversas investigaciones.

Afirman que la complejidad de utilización práctica de métodos basados en su tecnología será entre 10 y 50 veces mayor que las actuales técnicas de ingeniería genética. 

Via: pnas.org

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Expertos en: Estudio de Impacto Ambiental, Mediciones Acústicas, Mapas Acústicos, Topografía, Suelos, Eficiencia Energética, Estudios Hidrológicos, Residuos, Evaluación de Impacto Ambiental, Medio Ambiente.