Il DNA di batteri usato per registrare memorie

Batteri della specie Escherichia Coli al microscopio elettronico (Immagine Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH)
Batteri della specie Escherichia Coli al microscopio elettronico (Immagine Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH)

Un gruppo di ricercatori del MIT ha modificato il DNA di batteri della specie Escherichia Coli (o E. Coli) per utilizzarli come memorie. Un sistema chiamato SCRIBE (Synthetic Cellular Recorders Integrating Biological Events) permette di scrivere e leggere facilmente memorie registrate in maniera stabile rendendole adatte per applicazioni come i sensori medici e ambientali.

Questa ricerca è stata descritta in un articolo appena pubblicato sulla rivista “Science”. Questa tecnica supera molte limitazioni di metodi già esistenti per registrare memorie nel DNA di batteri. Questi metodi utilizzano molti elementi di regolazione genetica che limitano la quantità di informazione che possono essere registrate.

Il biologo Timothy Lu e i suoi collaboratori hanno modificato le cellule di E. Coli in modo che producessero un enzima ricombinasi che può inserire una sequenza di DNA in un’area mirata. Questo DNA viene prodotto solo in presenza di una molecola predeterminata o di un altro tipo di attivatore che può essere anche la luce.

Dopo che il DNA viene prodotto, l’enzima ricombinasi lo inserisce nel genoma della cellula nell’area stabilita. Timothy Lu ha utilizzato la metafora del registratore a nastro proprio perché è possibile stabilire dove il DNA viene inserito nel “nastro” del genoma.

Quando il DNA viene scritto, esso rimane registrato per tutta la vita della popolazione batterica e passato di generazione in generazione. Esso può essere letto in modi diversi. Se viene registrato in un’area non funzionale del genoma, il suo sequenziamento rivelerà se esso è registrato in una certa cellula. I ricercatori possono anche usare il nuovo DNA per alterare un gene.

Un esempio di applicazione della tecnica di alterazione di un gene provato durante questa ricerca è l’attivazione di una resistenta agli antibiotici. Ciò ha permesso ai ricercatori di determinare quante cellule hanno ricevuto quella sequenza di DNA esponendo i batteri agli antibiotici e verificando quanti erano sopravvissuti. La resistenta dei batteri agli antibiotici è un problema che sta diventando sempre più serio perciò ogni tecnica che permetta nuove ricerche può essere molto utile.

I batteri trasformati potrebbero essere usati come sensori biologici per essere usati in molti ambienti diversi. L’E. Coli è una specie di batteri molto comune presente anche nell’intestino di molte specie animali, compresi gli esseri umani. Di conseguenza, utilizzarli ad esempio per monitorare la dieta o eventuali infiammazioni in un paziente non comporterebbe l’introduzione di nuove specie di batteri. La sperimentazione è appena agli inizi ma le possibili applicazioni anche nell’ambiente sono davvero molte.

[ad name=”eBayBiologia300″]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *