Unos científicos han transformado el genoma de una cepa de bacterias E. coli en un dispositivo de almacenamiento a largo plazo para datos genómicos. Prevén que esta memoria estable, regrabable y fácil de leer, será muy adecuada para aplicaciones tales como sensores destinados a vigilancia médica o medioambiental. Tan singulares “cintas” bacterianas para grabación de datos pueden almacenar información sobre exposiciones químicas y otros eventos en su ADN.
El nuevo sistema, más comparable a una cinta magnética que a un disco duro u otros soportes, ha sido desarrollado por el equipo de Timothy Lu, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, y supera varias limitaciones de métodos experimentales ya existentes para el almacenamiento de datos en genomas bacterianos. Esos métodos requieren un gran número de elementos reguladores genéticos, lo que limita la cantidad de información que puede ser almacenada.
Las iniciativas previas también están limitadas a una memoria de tipo “digital”, es decir, que pueden registrar solo datos del tipo “Sí” o “No”, tales como si un suceso en particular ocurrió. Lu y Fahim Farzadfard se propusieron crear un sistema para el almacenamiento “analógico” de datos, es decir capaz de registrar cuánta exposición hubo a un agente, o cuánto duró. Para conseguirlo, diseñaron una “grabadora de cinta genómica” que permite a los investigadores escribir nueva información en cualquier secuencia de ADN bacteriano del sistema.
Para programar a las bacterias E. coli a fin de poder almacenar datos en ellas, los investigadores del MIT modificaron las células con el propósito de lograr la producción de una enzima recombinasa, que puede insertar ADN, o una secuencia específica de ADN de una sola hebra, en el lugar adecuado. Este ADN se produce solo con una activación promovida por la presencia de una molécula determinada u otro tipo de señal. Después de la producción de ADN, la recombinasa lo inserta en un lugar preprogramado del genoma celular. Una vez se registra una exposición al agente del que se pretende guardar datos, la información queda almacenada para toda la vida de la población bacteriana, pasando de generación a generación.
Hay dos formas principales de leer la información almacenada. También es posible borrarla, aunque el proceso de borrado aún es poco eficiente, si bien los científicos confían en que podrán perfeccionarlo lo suficiente.
Las aplicaciones medioambientales potenciales de este sistema incluyen su uso como sensor para vigilar los niveles de dióxido de carbono del océano, la acidez, o los contaminantes, y registrar los datos. Además, las bacterias podrían llegar a ser diseñadas para vivir en el aparato digestivo humano con el fin de vigilar la ingesta dietaria de alguien, registrando datos como cuánto azúcar o grasa están siendo consumidos por la persona, o para detectar la inflamación asociada a la enfermedad del intestino irritable.
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