Ale rozwiązanie opisane na łamach „Nature” brzmi jak science fiction. Naukowcy zapisali filmy w DNA bakterii.

DNA to idealny materiał do przechowywania danych. W końcu na dwóch metrach tej cząsteczki zapisany jest cały „przepis na życie”. Dlatego badacze z Harvard Medical School i Instytutu Wyss w Bostonie wykorzystali właśnie ją jako nośnik informacji. Sam zapis umożliwiła technika CRISPR/Cas9.

CRISPR to zespół białek, które funkcjonują jako układ odpornościowy u niektórych bakterii. Zapisują w DNA bakterii informację na temat zakażeń wirusowych, jakie spotykają komórkę bakteryjną, poprzez wklejenie fragmentu DNA wirusa do jej genomu w ściśle określonym miejscu. W razie kolejnej infekcji bakteria rozpoznaje wirusa i może się przed nim bronić. To prymitywny prototyp naszego układu immunologicznego, ale w rękach biologów również sprawne narzędzie inżynierii genetycznej, pozwalającej modyfikować genom w dowolnym miejscu.

Naukowcy zapisali w DNA jeden z pierwszych filmów nagranych przez człowieka: sekwencję obrazów znaną jako „Galopująca Sallie Gardner” autorstwa Eadwearda Muybridge’a, powstałą w 1878 r. Ten „film” to pięć klatek, które naukowcy rozłożyli na pojedyncze piksele i zakodowali je we fragmentach DNA, które dodatkowo opatrzono unikalnymi metkami. Sekwencje DNA zostały wprowadzone do komórek bakterii E. coli, a następnie system ­CRISPR/Cas9 wbudował je do genomu bakterii. Procedurę powtarzano przez pięć dni dla pięciu kolejnych klatek filmu. Następnie należało odczytać to, co zostało umieszczone w komórkach bakterii. Naukowcy wyizolowali DNA z bakterii i poddali je sekwencjonowaniu. Dzięki obecności unikalnych metek mogli odnaleźć interesujące ich sekwencje i złożyć film na nowo. Udało im się to z 90-procentową dokładnością w porównaniu do oryginału.

Po co to wszystko? Można wyobrażać sobie biologiczne moduły pamięci, ale trudno powiedzieć, czy taka technologia uzyska kiedykolwiek praktyczną użyteczność. Badacze mają nadzieję, że opracowana metoda pomoże w zapisywaniu zmian rozwojowych w komórkach – dzięki czemu można by je śledzić praktycznie w czasie rzeczywistym. ©