Cientistas “programam” bactérias vivas para armazenar dados

A perspectiva de uma condensação mil vezes maior do registro e da preservação da integridade dos dados devido à autorreprodução das informações nos genes faz com que os cientistas busquem a possibilidade de registrar os dados no DNA. Os primeiros passos interessantes já foram dados neste caminho e muitas outras descobertas serão feitas. Cientistas da Universidade de Columbia, nos Estados Unidos, deram sua contribuição para a causa comum ao propor um sistema simples de registro direto de dados de um computador diretamente no genoma da bactéria.

Fonte da imagem: Sproetniek / iStock

Os métodos tradicionais de escrever informações no DNA envolvem a codificação de uns e zeros do arquivo de dados como uma combinação de quatro bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina e timina. Normalmente, o comprimento das sequências codificadas não ultrapassa 200 ou 300 bases (fragmentos), caso contrário, a precisão da síntese artificial de DNA é prejudicada. A leitura ocorre durante o sequenciamento das sequências codificadas. O custo desse processo de codificação e decodificação chega a 500 por Mbps. Além disso, as sequências se degradam com o tempo e perdem informações. Acontece que é caro e não confiável.

Em 2017, pesquisadores da Universidade de Columbia puderam usar o CRISPR para editar o DNA dos plasmídeos de Escherichia coli para que pudessem reconhecer e lembrar a entrada de frutose de açúcar nas células bacterianas. Na composição do DNA bacteriano, este elemento modificado pode armazenar 0 ou 1, dependendo se a frutose foi alimentada na solução com bactérias ou não. Na verdade, a frutose codifica um pedaço de DNA. Os cientistas poderiam extrair esses dados no processo de sequenciamento do DNA da bactéria a qualquer momento conveniente para eles, uma vez que os dados – um pedaço de DNA com informações codificadas – eram transferidos para as colônias de bactérias em processo de reprodução de uma geração para a outra.

Esquema de experimento. Fonte da imagem: Nature Chemical Biology

Em um novo estudo, que os cientistas relataram em uma edição recente da revista Nature Chemical Biology, os pesquisadores foram capazes de criar condições para registrar 72 bits de dados no DNA. A frase codificada “Olá, mundo!” Foi escrita nos plasmídeos da bactéria viva E. coli, que foi então lida com sucesso após o sequenciamento do DNA de bactérias vivas.

Assim, os dados foram codificados diretamente do PC para o DNA de bactérias vivas, sem síntese artificial de DNA. Pelo menos a economia apareceu na fase de síntese.