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» » » El libro del ADN

Referencia: EurkeAlert.org ,
Contacto: David Cameron, 17 agosto 2012

Un genetista de Harvard ha escrito su libro del lenguaje de la vida, utilizando la última generación de la tecnología de secuenciación y una novedosa estrategia para codificar 1.000 veces más datos de los conseguidos antes con el ADN.

Aunque el próximo libro de George Church no llegará a las tiendas hasta el 2 de octubre, ya tiene en su haber una referencia envidiable: 70 mil millones de copias, aproximadamente el triple de la suma de los 100 mejores libros de todos los tiempos.

Y cabe en la uña de un pulgar.

Esto se debe a que Church, profesor de Genética en la Harvard Medical School y fundador principal del Instituto Wyss de Ingeniería Biomédica en la Universidad de Harvard, y su equipo, han codificado un libro, "Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves" [Regenesis: Cómo la biología sintética reinventa la naturaleza y a nosotros mismos], en el ADN, que luego leen y copian.

En el banco de datos de la biología, el ADN siempre ha tentado a los investigadores por su potencial como medio de almacenamiento: fantásticamente denso, estable, energéticamente eficiente y probado que funciona durante un intervalo de tiempo de unos 3,5 mil millones de años. Aunque no es el primer proyecto que pretende demostrar el potencial de almacenamiento del ADN, el equipo de Church conjugó la última generación de la tecnología de secuenciación con la nueva estrategia para codificar 1.000 veces más cantidad de datos de lo que antes se había almacenado en el ADN.

El equipo informa de sus resultados en la edición 17 de agosto de la revista Science.

Los investigadores usaron el código binario para preservar los textos, imágenes y el formato de libro. Si bien la escala es de aproximadamente el de un disquete de 5 ¼ pulgadas, la densidad de los bits casi se sale fuera de los gráficos: 5,5 petabits, o 1 millón de gigabits, por milímetro cúbico. "La densidad de la información y la escala es comparativamente favorable con otros métodos de almacenamiento experimentales de la biología y la física", decía Sri Kosuri, científico del Instituto Wyss y autor principal del artículo. En el equipo también trabajó Yuan Gao , un antiguo investigador postdoctoral de Wyss que ahora es profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad Johns Hopkins.

Ahí donde algunos medios experimentales, como la holografía cuántica, requieren de temperaturas muy frías y tremenda energía, el ADN es estable a temperatura ambiente. "Puedes dejarlo donde quieras, en el desierto o en tu patio trasero, y estará ahí 400.000 años después", señaló Church.

La lectura y escritura del ADN es más lenta que en otros medios, lo que hace que sea más adecuado para el almacenamiento de cantidades masivas de datos, en vez de para una recuperación rápida o el procesamiento de datos. "Imagínese que usted tiene grabadoras de vídeo realmente baratas en todos lados", dijo Church. "Y pintas las paredes con tus grabaciones de vídeo. En su mayor parte de los registros no hay nada. Pero si algo pasa realmente bueno o malo, sólo tienes que raspar la pared y ver ahí. Así que algo molecular es mucho tan eficiente energéticamente y tan compacto, que podemos considerar aplicaciones que antes eran imposibles."

Sobre unos cuatro gramos de ADN, teóricamente, se podría almacenar la información digital creada por la humanidad en un año.

Aunque otros proyectos hayan codificado los datos en el ADN de las bacterias vivas, el equipo de Church utilizó microchips comerciales de ADN para crear un ADN independiente. "Hemos evitado deliberadamente las células vivas", apuntó Church. "En un organismo, tu mensaje es una pequeña fracción de toda la célula, por lo que hay una gran cantidad de espacio desperdiciado. Pero lo más importante, casi tan pronto como el ADN entra en una célula, si el ADN si no sirve para sobrevivir, si no es evolutivamente ventajoso, la célula comenzará a mutarlo, y puede que lo elimine completamente."

Por otra parte, el equipo ha rechazado la llamada "shotgun sequencing", que vuelve a ensamblar las secuencias largas de ADN identificando las superposiciones de hebras cortas. En vez de eso, siguieron el ejemplo de la tecnología de la información, y codificaron el libro en bloques de datos de 96 bits, cada uno con una dirección de 19 bit para guiar el montaje. Incluyendo imágenes JPEG y el formato HTML, el código para el libro requería 54.898 de estos bloques de datos, cada uno en una secuencia única de ADN. "Hemos querido ilustrar cómo el mundo moderno está realmente lleno de ceros y unos", dijo Kosuri.

El equipo discutió la inclusión de una copia de ADN en cada edición impresa de "Regenesis". Pero en el libro, Church y su co-autor, el escritor científico Ed Regis, abogan por una cuidadosa supervisión de la biología sintética y la vigilancia de sus productos y herramientas. Para prácticar lo que predican, los autores se decidieron en contra de la inserción de ADN, por lo menos hasta que se haya hablado mucho más de la seguridad y la ética del uso de ADN de esta forma. "Tal vez en el próximo libro", respondió Church.

- Fuente: Harvard Medical School.
Este trabajo fue apoyado por U.S. Office of Naval Research (N000141010144), Agilent Technologies and the Wyss Institute.
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Editor del blog Pedro Donaire

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