Qui vol un disc dur si té una cadena d’ADN?
Aconsegueixen emmagatzemar per primer cop una pel·lícula en l’ADN d’un bacteri
The New York TimesUna de les primeres pel·lícules que es van fer és una euga galopant, filmada el 1878 pel fotògraf britànic Eadweard Muybridge, que volia esbrinar si els cavalls en moviment s’aguanten un instant a l’aire sense tocar el terra. Al cap de més d’un segle, aquesta seqüència ha tornat a l’avantguarda. Es tracta de la primera pel·lícula que s’ha codificat a l’ADN d’una cèl·lula viva, que s’ha pogut recuperar i multiplicar indefinidament mentre l’amfitriona es dividia i creixia. Aquest avenç científic, que han publicat a la revista Nature investigadors de la Harvard Medical School, és l’exemple més recent i potser el més sorprenent de l’enorme potencial del genoma com a mitjà d’emmagatzematge.
Els científics ja van aconseguir fa un temps codificar tots els sonets de Shakespeare en cadenes d’ADN. George Church, genetista de Harvard i un dels autors del nou estudi, va codificar fa poc el seu llibre Regenesis en ADN bacterià i en va fer 90.000 milions de còpies. “Una edició rècord”, com comenta en una entrevista. Arran d’aquesta nova investigació, ell i altres científics han començat a preguntar-se si algun dia es podrà fer una cosa encara més rara: programar bacteris perquè s’arrambin a les cèl·lules del cos humà i n’enregistrin el comportament; és a dir, perquè facin una “pel·lícula” de la vida de les cèl·lules. Així, si hi ha algun problema i una persona cau malalta, els metges podran extreure’n els bacteris i reproduir la gravació. Segons Church, seria com les caixes negres dels avions, les dades de les quals s’utilitzen en cas d’accident. De moment, però, tot això “és ciència-ficció”, afirma Ewan Birney, director de l’Institut Europeu de Bioinformàtica i membre del grup que va posar els sonets de Shakespeare dintre de l’ADN. “En canvi, emmagatzemar informació a l’ADN ja no ho és”, afegeix.
Píxels i ADN
Per començar, George Church, el genetista Seth Shipman i els seus col·legues van assignar a cada píxel de la pel·lícula en blanc i negre un codi d’ADN basat en la seva tonalitat de gris. Les grans cadenes d’ADN de les cèl·lules estan formades només per quatre molècules -adenina, guanina, timina i citosina-, distribuïdes en configuracions molt variades. Al final, els genetistes tenien una seqüència de molècules d’ADN que representava la totalitat de la pel·lícula. Aleshores van aplicar una nova tècnica d’edició de gens molt potent, CRISPR, per introduir aquesta seqüència en el genoma d’un tipus comú de bacteri intestinal, l’ E. coli. Malgrat aquesta modificació, els bacteris van créixer i es van multiplicar. L’equip va descobrir que la pel·lícula emmagatzemada al genoma s’havia conservat intacta amb cada nova generació de progènie.
Andrew Odlyzko, un professor de matemàtiques i expert en tecnologia digital de la Universitat de Minnesota que no ha participat en aquesta recerca, ho considera “fascinant”. Imagineu, diu, “si serà impossible controlar els secrets quan aquests secrets estiguin codificats als genomes dels bacteris que tenim als budells o a la pell”.
El visionari Feynman
El famós físic Richard Feynman ja va proposar fa mig segle que l’ADN es fes servir com a mitjà d’emmagatzematge. I això va ser molt abans de la revolució de la biologia molecular i dècades abans que s’aconseguís seqüenciar l’ADN, per no parlar d’editar-lo. En una conferència pronunciada el 1959, Feynman va dir: “La biologia no consisteix simplement a emmagatzemar informació; consisteix a fer-ne alguna cosa. Plantegeu-vos la possibilitat que nosaltres també féssim una cosa molt petita que poguéssim utilitzar per al que volguéssim!” La idea de Feynman “ens va obrir un nou horitzó: ens va assenyalar el camí”, comenta Leonard Adleman, matemàtic de la Universitat del Sud de Califòrnia i coinventor d’un dels sistemes criptogràfics amb clau pública més utilitzats, l’RSA (l’A és per Adleman ).
El 1994 Adleman va informar que havia emmagatzemat dades en una cadena d’ADN, que havia fet servir com a ordinador per resoldre un problema de matemàtiques. Va arribar a la conclusió que l’ADN pot emmagatzemar un milió de milions de vegades més dades que un disc compacte en el mateix espai. I l’emmagatzematge de dades s’està convertint en un problema cada vegada més preocupant. No només es generen quantitats molt elevades de dades, sinó que la tecnologia utilitzada per emmagatzemar-les de seguida esdevé obsoleta, com va passar amb els disquets. En canvi, l’ADN no passa mai de moda. Segons Adleman: “Fa milers de milions d’anys que els organismes emmagatzemen informació a l’ADN, i encara és llegible”. Els bacteris actuals fins i tot poden llegir gens recuperats d’insectes que han estat atrapats en ambre durant milions d’anys.
