Dna, la memoria dati riscrivibile. “Strumento per lo studio del cancro”

Un team dell'università di Stanford è riuscito a codificare, scrivere e cancellare per diverse volte alcune informazioni all’interno di una cellula vivente. La scoperta potrebbe avere importanti ripercussioni sullo studio delle patologie e dell'ambiente

La capacità di poter in qualche modo “controllare” le cellule umane è da lungo tempo sotto i riflettori di numerose ricerche scientifiche: dagli obiettivi più nobili come la cura e la prevenzione di alcune malattie, fino al rallentamento dell’invecchiamento della pelle e degli organi. I risultati ottenuti dal team di ricercatori della Stanford University ha però del clamoroso e promette nel giro di qualche anno di rivoluzionare completamente l’approccio medico dell’uomo. Il team composto dal ricercatore francese Jerome Bonnet del Dipartimento di Bioingegneria e Pakpoom Subsoontorn con il coordinamento del docente Drew Endy è riuscito a codificare, scrivere e cancellare per diverse volte alcune informazioni all’interno di una cellula vivente.

Tre anni e quasi 750 tentativi: ma l’obiettivo è stato raggiunto con successo. Concretamente alla Stanford University sono riusciti a creare l’equivalente genetico del codice binario, il linguaggio macchina utilizzato per la realizzazione di tutti i programmi eseguibili su un computer: “Se la sezione di Dna è orientata in una direzione, sarà uno zero. Se orientata dall’altra, sarà un uno”, spiega Subsoontorn. Fino a questo momento si è riusciti quindi con successo a scrivere all’interno di una cellula l’equivalente di un bit e lo stadio successivo della ricerca sarà quello di immagazzinare l’informazione contenuta in un byte. Per rendere i risultati ottenuti facilmente visibili si è deciso di agire sulla fluorescenza di alcuni microbi sotto luce ultravioletta: a seconda della rotazione scelta, gli organismi risultavano quindi di colore rosso o di colore verde sull’indicazione fornita dagli stessi ricercatori. In biotecnologia tutto il processo è conosciuto più genericamente come “recombinase-mediated Dna inversion”, cioè l’insieme di tutti i processi enzimatici che vengono usati all’interno della cellula per tagliare, invertire e ricombinare tra di loro parti di dna. Il processo che rende a tutti gli effetti le cellule dei supporti riscrivibili è stato invece definito Rad, acronimo di “recombinase addressable data”.

“Gli studi precedenti – continua Bonnet – avevano mostrato come capovolgere la sequenza genetica in una direzione, anche se in modo irreversibile, attraverso l’espressione di un singolo enzima. Noi però avevamo bisogno di spostare la sequenza avanti e indietro numerose volte, così da creare un registro di informazioni binarie completamente riutilizzabile”. “Il vero problema – ha aggiunto Subsoontorn – è che le proteine fanno quello che vogliono: se entrambi gli enzimi sono attivati contemporaneamente, oppure concentrati in modo errato, si ottiene il caos e le singole cellule restituiscono risultati del tutto casuali”. Gli scenari che si potrebbero generare dall’implicazione pratica di questa ricerca sono innumerevoli e potrebbero coinvolgere diversi settori. Per il mondo dell’informatica, per esempio, il lavoro potrebbe porre le basi per una memoria “non-volatile”, in grado cioè di immagazzinare un certo numero di informazioni in modo sicuro e senza alcun consumo di energia. “In campo medico – ha commentato invece Endy – potrebbe essere un incredibile strumento per lo studio del cancro, dell’età, dello sviluppo degli organismi viventi e dell’ambiente in generale”. Nonostante le speranze legate a questa ricerca siano molte c’è da sottolineare però come tutto il processo sia avvenuto in laboratorio, su piastra e grazie all’utilizzo di singole cellule la cui complessità è davvero irrisoria rispetto a quelle contenute nell’organismo umano. A tutto questo si deve aggiungere che non si è tenuto conto delle numerose interazioni che le cellule hanno tra di loro che, di fatto, rendono difficilmente riproducibili i risultati ottenuti in vitro. La ricerca della Stanford University ha però ufficialmente aperto una porta sulla possibilità di immagazzinare informazioni all’interno di cellule e organismi viventi e l’evoluzione della sperimentazione non può che far ben sperare.