Una película en el ADN

Fran Garrigues

Hola Medigenéticos,

Seguramente, ya sabíais que el ADN es un excelente medio de almacenamiento de datos.

Pero ¿qué os parece si os digo que un reciente estudio ha sido capaz de codificar una película en el genoma de células vivas?

Y más sorprendente aún,

¡volver a recuperar la secuencia de pixeles para reproducirla con los cambios que ha podido introducir la célula!

 

Científicos del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos (NIH, en sus siglas en inglés) han empleado la herramienta de edición génica CRISPR-Cas sobre el genoma de células vivas para codificar la secuencia de pixeles en blanco y negro de los diferentes fotogramas que componen una película. En este caso, la película escogida fue el video obtenido a partir de la secuencia de fotografías que retuvo el británico Eadweard Muybridge en 1872 acerca del galope de un caballo. Cada fotografía se compone de pequeños píxeles ordenados por filas y columnas. Gracias a esto, a cada píxel se le puede asociar un número en función de la tonalidad de color que posea. De esta manera, es posible obtener una secuencia de cifras que compongan cada una de las imágenes (fotograma) que componen la película completa.

En base a esto, los investigadores fueron capaces de transformar cada una de las cifras de la secuencia de pixeles en una combinación de nucleótidos específica con el objetivo de obtener una secuencia de ADN que recogiera la información de secuencia de la película. Posteriormente, dicha secuencia de nucleótidos se introdujo en el genoma de Escherichia Coli gracias a la habilidad de CRISPR-Cas.

Con esto fueron capaces de introducir la película en el genoma de la bacteria, pero ¿cómo la recuperaron después?

Tras la proliferación celular, el genoma bacteriano se secuenció para obtener la secuencia de nucleótidos que, seguidamente, se tradujo a la secuencia de pixeles que conforman la película. De esta forma, se pudo recuperar la secuencia de pixeles que componen cada uno de los fotogramas que conforman la película completa y poder así, volver a reproducirla. Sin embargo, se observó que la película obtenida presentaba un porcentaje de calidad menor al original debido a las posibles mutaciones que las bacterias habían podido incorporar durante la replicación.

película en el ADN
Diseño experimental

CRISPR-Cas es una herramienta capaz de escribir una secuencia de interés en el genoma de células vivas. Se trata de una herramienta que deriva de un sistema inmunológico adaptativo empleado por los microorganismos para protegerse frente elementos genéticos foráneos. Esta tecnología está constituida por una enzima con actividad endonucleasa (Cas) y un ARN guía que dirige el anterior dominio catalítico hacia la secuencia de ADN que se quiere editar.

Con este trabajo se avanza un poco más en la idea de convertir las células en dispositivos de memoria biológicos más pequeños y versátiles que las actuales tecnologías de almacenamiento. Una de las aplicaciones más defendidas por este equipo de investigación consiste en extrapolar esta tecnología al estudio del cerebro. El objetivo se basa en registrar en neuronas, la historia molecular del cerebro a lo largo de su desarrollo. De esta forma, dicha grabación molecular podría permitir recopilar datos de todas las células del cerebro a la vez, sin necesidad de acceder directamente a observar a las células o de interrumpir el sistema para extraer material genético o proteínas.

Espero que os haya gustado,

Fuente: Scientists Replay Movie Encoded in DNA. https://www.nimh.nih.gov/news/science-news/2017/scientists-replay-movie-encoded-in-dna.shtml

Investigación original: Seth L., et al. CRISPR–Cas encoding of a digital movie into the genomes of a population of living bacteria. Nature. 2017. Doi:10.1038/nature23017

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