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Conan il batterio e l’archivio DNA

4 anni fa

6 minuti

Sicuramente conoscerete Conan il Barbaro, il celebre guerriero creato da Robert Howard che combatte a torso nudo contro milioni di nemici. Adesso immaginatevi una cosa del genere, solo molto più resistente e molto, molto più piccola e avrete il Deinococcus Radiodurans, o altrimenti detto Conan il batterio, un micro organismo pieno di sorprese.

Questa specie di batterio potrebbe resistere tranquillamente ad una guerra nucleare.

Questa specie di batterio, grazie ad un fisico che farebbe invidia anche al giovane Schwarzenegger che interpretava il Barbaro, potrebbe resistere tranquillamente ad una guerra nucleare.

Se infatti pensiamo che un essere umano non riuscirebbe a sopportare una dose di 10 Gy, il Deinococcus potrebbe cavarsela, senza subire danni, ad una dose superiore ai 5000 Gy.

Non vi basta? Bene, allora provate a spararlo nello spazio, a congelarlo o a riscaldarlo e Conan sarà sempre lì a ridere dei vostri tentativi di annientarlo. Niente da fare, il Deinoccus Radiodurans è una delle forme di vita più resistenti del pianeta.

Le sorprese che questo batterio ci riserva, però, non sono terminate: vista la sua incredibile capacità di resistere in condizioni estreme, Conan si presta benissimo per molte tipologie di studi ed esperimenti.

Uno dei più significativi tra quelli che sono stati tentati, è quello attraverso il quale alcuni studiosi sono riusciti ad “insegnare” a Conan una canzone. Stiamo parlando del testo di Small World  inserito sapientemente all’interno del genoma del batterio.

Il micro-organismo in grado di resistere ad un olocausto nucleare era stato trasformato in un supporto per veicolare un’informazione specifica, un archivio indistruttibile all’interno del quale nascondere e preservare i dati.

Questa informazione extragenetica veniva mantenuta intatta e, ancora più incredibilmente, preservata inalterata fino a cento generazioni successive. Una scoperta incredibile che giungeva come giusta coronazione di un filone di studi ben definito.

Dunque il DNA del batterio veicolava un messaggio extragenetico, un’aggiunta al genoma che tuttavia viene mantenuta, ereditata e, soprattutto, conservata intatta al sicuro mescolata tra le infinite serie di sequenze nucleiche.

Dunque il DNA del batterio veicolava un messaggio extragenetico, un’aggiunta al genoma che tuttavia viene mantenuta, ereditata e, soprattutto, conservata intatta al sicuro mescolata tra le infinite serie di sequenze nucleiche.

In questo senso, Conan rappresenta un’ottimo supporto; un hard disk quasi indistruttibile dove conservare i nostri file. Ma gli studi su questo batterio sono soltanto il culmine di una ricerca iniziata molto tempo fa.

Fin dalle prime osservazioni del DNA, con l’individuazione della sua struttura a doppia elica fatta da Watson e Crick nel 1953, si iniziò a capire che all’interno dell’acido deossiribonucleico era contenuta una qualche forma di informazione. Si iniziò a chiamare il genoma “libro della vita”, a tentare di decodificarlo e di collegare ogni gene ad una o più funzioni.

Il DNA, infatti, non è nient’altro che una sequenza lunghissima di soltanto 4 lettere: A,G,C,T,

corrispondenti alle 4 basi azotate adenina, guanina, citosina e timina che, lette a gruppi di 3 (codoni) danno istruzioni all’organismo su quali proteine sintetizzare.

L’informazione multimediale, invece, è un’altrettanto interminabile sequenza, ma composta da soltanto due simboli: 0 ed 1.

 

 

Una volta compreso questo, il gioco era fatto. Alcuni scienziati americani, ad esempio, attraverso queste sequenze di lettere, riuscirono a creare un codice criptato. I messaggi codificati venivano inseriti in una breve porzione di DNA e delimitati da marcatori ben distinguibili. Questa sezione di DNA modificata veniva poi tranquillamente inserita in una normale lettera scritta con carta e penna apparentemente innocua.

Ben presto venne compreso l’enorme potenziale della possibilità di archiviare informazioni all’interno di un supporto tanto bizzarro quanto efficiente.

Ben presto venne compreso l’enorme potenziale della possibilità di archiviare informazioni all’interno di un supporto tanto bizzarro quanto efficiente. Il codice della vita può contenere il codice di qualunque cosa e può farlo molto meglio dei nostri hard disk.

Nel 2012 tutti i sonetti di Shakespeare vennero salvati su un supporto genetico. Nel 2016 una lungimirante collaborazione tra Microsoft e Twist Bioscience, decise di investire in questa ricerca, riuscendo a inserire nel DNA fino a 200 MB di dati che includevano per la prima volta anche dei video.

Nonostante questi dati possano già sembrare incredibili, secondo ipotesi abbastanza realistiche, utilizzando il DNA scripting tra non molto potremmo salvare tutta l’informazione contenuta in internet in uno spazio non più grande di una scatola per le scarpe e tutta l’informazione del mondo in una stanza. Giusto per dare un po’ di numeri, si potrebbero salvare 215 Petabytes (215 milioni di GB) in un grammo di DNA.

 

 

Una tecnologia soltanto utopica?

I vantaggi di questa nuova tipologia di supporto l’abbiamo già accennata parlando di Conan. Il DNA, anche quando non appartiene ad un super-micro organismo come il Deinococcus, è comunque molto resistente, molto più resistente della carta o dei nostri hard disk.

Mentre i nostri attuali mezzi devono essere sostituiti o aggiornati ogni qualche decina di anni, un filamento di DNA non conservato in condizioni ottimali, rimane intatto per circa 500 anni.

Ma non è tutto, proprio come succedeva per il testo della canzone scritta nel genoma di Conan, l’informazione una volta inserita viene riprodotta inalterata, garantendo un ulteriore forma di capacità di resistere al tempo e ad eventuali catastrofi, venendo propagata di generazione in generazione, potenzialmente per sempre.

Si potrebbe persino ipotizzare che eventuali inesattezze dei dati potrebbero essere corrette da meccanismi simili a quelli che correggono le errate letture ed espressioni dei geni nel corso dell’evoluzione naturale.

 

 

Cerchiamo però di rimanere coi piedi per terra: allo stato attuale della ricerca, questo tipo di scrittura è impensabile, sia per costi che per la quantità di dati che possiamo gestire.

Sri Kosuri ed Yaniv Elrich, due scienziati al lavoro su questa nuova tecnologia, hanno stimato che salvare soltanto 2 megabytes di dati sul genoma costerebbe 7000$ ed altri 2000$ servirebbero per leggere, molto lentamente, quei dati.

Sri Kosuri ed Yaniv Elrich, due scienziati al lavoro su questa nuova tecnologia, hanno stimato che salvare soltanto 2 megabytes di dati sul genoma costerebbe 7000$ ed altri 2000$ servirebbero per leggere, molto lentamente, quei dati.

Non c’è bisogno di sottolineare, viste queste difficoltà, quanto siamo lontani dalla possibilità di immagazzinare tutto il sapere che l’uomo ha accumulato nei millenni.

Tuttavia, se proviamo a riflettere su quali e quanti progressi lo studio del Libro della Vita ha fatto negli anni, su una cosa possiamo essere sicuri: ciò che riteniamo impossibile oggi, potrebbe essere la normalità in un futuro non troppo remoto.

 

 

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