Νέο επίτευγμα η αποθήκευση δεδομένων στο DNA ζωντανών κυττάρων

Σύμφωνα στοιχεία που δημοσιεύονται στο επιστημονικό περιοδικό «Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)», Αμερικανοί επιστήμονες για πρώτη φορά βρήκαν τρόπο κωδικοποίησης, αποθήκευσης και διαγραφής «ψηφιακών» δεδομένων στο DNA ζωντανών κυττάρων.
Δηλαδή δημιούργησαν για μια μορφή επανεγγράψιμης μνήμης ενός bit μέσα στο DNA και, παράλληλα, ένα είδος κυτταρικού διακόπτη που δίνει την δυνατότητα ελέγχου ως προς το πώς και το πότε εκφράζονται συγκεκριμένα

Ομάδα ειδικών από το Τμήμα Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Στανφορντ, στην Καλιφόρνια, με επικεφαλής τους Δρ. Ντρου Έντι και Τζερόμ Μπονέτ χρησιμοποίησαν ένζυμα ενός βακτηριοφάγου ιού, με τη βοήθεια των οποίων μετέτρεψαν τις αλληλουχίες DNA του ελικοβακτηριδίου του πυλωρού (E.coli) σε «διακόπτη» που κινείται σύμφωνα με τις επιταγές των ερευνητών.

Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι κατόρθωσαν να εφεύρουν το γενετικό ισοδύναμο ενός δυαδικού ψηφίου bit (είναι η εναλλαγή μεταξύ των «0» και «1» που χρησιμοποιείται στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές). Όταν το τμήμα του DNA καθοδηγείται προς τη μία κατεύθυνση, τότε πρόκειται για «0», ενώ όταν κατευθύνεται στην άλλη κατεύθυνση, τότε πρόκειται για «1». Με αυτό τον τρόπο, κατέστη δυνατό να χρησιμοποιηθεί το DNA για την κωδικοποίηση (εγγραφή), αποθήκευση και «σβήσιμο» των πληροφοριών.

«Μας πήρε τρία χρόνια και 750 προσπάθειες για να το κάνουμε να δουλέψει, αλλά τελικά το πετύχαμε» δήλωσε ο Δρ. Μπονέτ.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η προγραμματισμένη αποθήκευση δεδομένων στο DNA ζωντανών κυττάρων μπορεί μελλοντικά να αποτελέσει ένα τρομερά αποτελεσματικό «εργαλείο» για τη μελέτη -και ίσως την καταπολέμηση- του καρκίνου ή της γήρανσης, αλλά και για άλλες παρεμβάσεις στην ανάπτυξη των οργανισμών, ακόμα και του ίδιου του φυσικού περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, ίσως στο μέλλον οι επιστήμονες να μπορούν να απενεργοποιούν έγκαιρα συγκεκριμένα κύτταρα, πριν αυτά γίνουν καρκινικά.

Η νέα τεχνική, που ονομάζεται RAD (Recombinase Addressable Data), χρησιμοποιήθηκε από τους ερευνητές με επιτυχία στα βακτήρια, έτσι ώστε, ανάλογα με τη βούληση των επιστημόνων, οι μονοκύτταροι οργανισμοί να εκπέμπουν κόκκινη ή πράσινη λάμψη κάτω από το υπεριώδες φως. Το χρώμα του φωτός εξαρτάται από τον προγραμματισμένο προσανατολισμό του DNA τους προς την μία ή την άλλη κατεύθυνση. Χάρη στη νέα τεχνική, οι επιστήμονες μπορούσαν να ελέγξουν, όπως ήθελαν, τον φωσφορισμό των μικροβίων.

Στο παρελθόν, οι ερευνητές είχαν κάνει το πρώτο βήμα στρέφοντας τη γενετική αλληλουχία του DNA μόνιμα προς μία μόνο κατεύθυνση («εγγραφή»), αλλά αυτή τη φορά κατάφεραν να αλλάζουν διαδοχικά την κατεύθυνση του DNA, όσες φορές ήθελαν («επανεγγραφή»), εξ ου και ο χαρακτηρισμός τους πλέον περί «επανεγγράψιμης μνήμης» μέσα στο DNA.

Το επίτευγμα ανοίγει το δρόμο για τη δημιουργία «υπολογιστών» στο εσωτερικό των ίδιων των βιολογικών συστημάτων. Το επόμενο βήμα, κατά τους ερευνητές, θα είναι να περάσουν από το απλό bit της προγραμματισμένης γενε