Δεδομένα καταχωρούνται σε πολλαπλασιαζόμενα βακτηρίδια

Από σελίδα του NewScientist, Μάρτιος 2003

Ένα μήνυμα αφού κωδικοποιήθηκε σαν να ήταν ένα τεχνητό DNA, κατόπιν καταχωρήθηκε μέσα στα γονίδια πολλαπλασιαζόμενων βακτηριδίων. Αργότερα δε ανακτήθηκε με απόλυτη ακρίβεια. Αυτό έδειξαν Αμερικανικοί επιστήμονες σε πειράματα που έκαναν πρόσφατα

Όλα ξεκίνησαν από την ανησυχία τους ότι όλοι οι τρέχοντες τρόποι αποθήκευσης των πληροφοριών, από το χαρτί έως την ηλεκτρονική μνήμη, μπορούν εύκολα να χαθούν ή να καταστραφούν. Έτσι παρακινήθηκαν να επινοήσουν έναν νέο τύπο μνήμης - μέσα στους ζωντανούς οργανισμούς.

"Στην περίπτωση πυρηνικής καταστροφής πρέπει να προστατέψουμε τις πολύτιμες πληροφορίες", λέει ο τεχνικός πληροφοριών Pak Chung Wong, του Εθνικού Εργαστηρίου  στη Πολιτεία της Ουάσιγκτον. Το εργαστήριο ιδρύθηκε ως ερευνητικό ίδρυμα πυρηνικής ενέργειας.

Μια παρόμοια καταστροφή χτυπά τις ΗΠΑ σε μια τηλεοπτική σειρά, την Dark Angel, στην οποίο ένας κολοσσιαίος ηλεκτρομαγνητικός παλμός καταστρέφει όλη την ηλεκτρονική υποδομή. "Τα βακτηρίδια μπορούν να είναι ένα ανέξοδο και σταθερά μακροπρόθεσμο μέσο αποθήκευσης στοιχείων", αναφέρει ο Wong.

Μικρός κόσμος

Οι επιστήμονες πήραν τις λέξεις ενός τραγουδιού και το μετέφρασαν σε έναν κώδικα, που βασίστηκε στα τέσσερα "γράμματα" του DNA. Δημιούργησαν έπειτα τεχνητά σκέλη DNA στα οποία κατέγραψαν διαφορετικά μέρη του τραγουδιού. Αυτά τα μηνύματα του DNA, που το κάθε ένα έχει περίπου μήκος 150 βάσεις, παρεμβλήθηκαν στα βακτηρίδια όπως το Ε. COLI και το Deinococcus radiodurans .

Το τελευταίο είναι ειδικά καλό για να επιζήσει σε ακραίες συνθήκες, λέει ο Wong. Μπορεί να ανεχτεί πολύ υψηλές θερμοκρασίες, ξήρανση και υψηλές δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας 1000 φορές υψηλότερες από την δόση που σκοτώνει τους ανθρώπους.

Η αρχή και το τέλος του κάθε εισαγόμενου μηνύματος έχουν ειδικές ετικέτες DNA που επινοήθηκαν από τους επιστήμονες. Αυτά τα ειδικά σήματα-φρουροί  σταματούν τα βακτηρίδια από το να προσδιορίσουν το μήνυμα ως εισβολή ενός ιού και να το καταστρέψουν, λέει ο Wong.

"Τα ειδικά σήματα-φρουροί είναι ότι προστατεύει τις πληροφορίες, έτσι ώστε ακόμα και μετά από εκατό βακτηριακές γενεές να ήμαστε σε θέση να ανακτήσουμε το ακριβές μήνυμα", εξηγεί ο Wong. "Μόλις το μήνυμα DNA είναι στα βακτηρίδια, είναι προστατευμένο και μπορεί να επιζήσει." Και δεδομένου ότι ένα χιλιοστό του λίτρου υγρού μπορεί να περιέχει μέχρι και ένα δισεκατομμύριο βακτηρίδια, το πιθανό δυναμικό της μονάδας ενός τέτοιου συστήματος μνήμης είναι τεράστιο.

Αυθόρμητες μεταλλαγές

Το βακτηρίδιο Deinococcus προσαρμόζεται για να επιζήσει στις ακραίες συνθήκες και είναι συνεπώς πολύ καλό στην επισκευή οποιωνδήποτε μεταλλαγών, που όπως ξέρουμε προκύπτουν αυθόρμητα στον κώδικα του DNA του. Αλλά ο Huw Williams, ένα ειδικός στα βακτηρίδια στο Imperial College του Λονδίνου, λέει ότι χάρις στο μικρό μέγεθος των εισαγομένων μηνυμάτων δεν εκπλήσσει το γεγονός ότι διατηρούνται ακόμη και σε 100 γενεές άθικτα.

Ο Williams σκέφτεται έναν μεγαλύτερο κίνδυνο από ό,τι οι μεταλλαγές που μπορούν να αλλάζουν το μήνυμα. Αυτός ο κίνδυνος είναι ότι αυτά θα μπορούσαν να κάνουν μερικά bugs (προγραμματιστικά λάθη) καλύτερα προσαρμοσμένα στο περιβάλλον τους από άλλα. Μέχρι τώρα, ο Wong και οι συνάδελφοι του έχουν διατηρήσει τα διαφορετικά μηνύματα σε χωριστές αποικίες, αλλά στο μέλλον στοχεύουν να ανακτήσουν τα μηνύματα από μια μικτή αποικία.

"Εάν αυξάνετε τις αποικίες κατά τρόπο αόριστο, τα βακτηρίδια που είναι λιγότερο καλά προσαρμοσμένα μπορούν να χαθούν κατά τη διάρκεια του χρόνου", λέει. "Η ερώτηση είναι εάν θα είστε σε θέση να διατηρήσετε όλα τα μηνύματα στους πληθυσμούς σας. Αλλά αυτό είναι μια δύσκολη εργασία και πρέπει να είσαστε πολύ προνοητικοί".