El sistema permite guardar información de hasta 72 bits, cuya integridad se mantiene a lo largo de las múltiples divisiones celulares
El ADN contiene la información genética de un organismo, es decir las instrucciones para su funcionamiento, y, además, la transmite de una generación a otra. Sin embargo, su capacidad de almacenamiento de alta densidad (1015 bytes por gramo), estabilidad a largo plazo y bajo riesgo de obsolescencia hacen de esta molécula un interesante soporte para almacenar datos digitales. Hito que, en tiempo reciente, Harris H. Wang y su equipo, de la Universidad de Columbia en Nueva York, han logrado en bacterias vivas.
Según el estudio, publicado por la revista Nature Chemical Biology, los investigadores utilizaron señales eléctricas para transferir datos digitales desde un ordenador al genoma de las células vivas. Ello, sin necesidad de sintetizar ADN in vitro, estrategia usada, hasta la fecha, para convertir secuencias de ceros y unos en combinaciones de las cuatro bases de nucleótidos que conforman el ADN, dada la dificultad de manipular el material genético in vivo.
El sistema se basó en una adaptación de la herramienta de edición genética CRISPR-Cas9. En respuesta a una señal eléctrica, las bacterias sintetizaron un elevado número de copias de un plásmido. Los plásmidos son moléculas de ADN circulares libres, separadas de los cromosomas, que entre otras funciones desempeñan un importante papel en el desarrollo de resistencia a los antibióticos. A continuación, CRISPR-Cas9 cortó dicho exceso de moléculas plasmídicas y colocó los fragmentos en regiones específicas del ADN bacteriano. Esta acción codificaría el valor “1” del código binario dentro del material genético. En cambio, en ausencia de corriente y, por lo tanto, pocos plásmidos, CRISPR-Cas 9 insertaría una secuencia genómica genérica, correspondiente al valor “0”. En otras palabras, los científicos consiguieron guardar un dígito binario o bit de información en el ADN.
No obstante, la investigación no acabó en este punto, ya que dieron con la forma de aumentar la capacidad de almacenaje hasta los 72 bits: hecho que les permitió codificar el mensaje “hello world!” en el genoma de Escherichia coli. Para leerlo, bastó con secuenciar el ADN de las bacterias.
De forma interesante, la estabilidad de los datos almacenados resultó bastante alta. Tras 80 ciclos de división celular, y a pesar de las mutaciones adquiridas durante el proceso, el mensaje no se alteró de forma notable y podía decodificarse con un 90 por ciento de precisión. Asimismo, aún expuestas a un ambiente natural, como tierra poblada por otras bacterias, las bacterias conservaron la integridad de la información codificada, mientras que el ADN libre se degradó en menos de 6 días.
Wang y sus colaboradores destacan que el hallazgo resulta prometedor, pero avisan que aún queda mucho camino por recorrer, antes de que los sistemas vivos puedan competir con los sistemas de almacenamiento de datos actuales.
investigacionyciencia.es