Βήμα-ορόσημο για τη δημιουργία υπολογιστών στους βιολογικούς οργανισμούς

17:18 22/5/2012 - Πηγή: Ksipnistere

Αμερικανοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν ....
ένζυμα ενός βακτηριοφάγου ιούΜία πρωτοποριακή μέθοδο βρήκαν αμερικανοί επιστήμονες για να γράψουν (κωδικοποιούν), να αποθηκεύουν, να σβήνουν και να ξαναγράφουν «ψηφιακά» δεδομένα στο εσωτερικό του γενετικού υλικού (DNA) ζωντανών κυττάρων.Δημιούργησαν έτσι για πρώτη φορά μία μορφή επανεγγράψιμης μνήμης ενός bit μέσα στο DNA και, παράλληλα, ένα είδος κυτταρικού «διακόπτη» που παρέχει στους επιστήμονες τη δυνατότητα ακριβούς ελέγχου όσον αφορά το πώς και πότε εκφράζονται συγκεκριμένα γονίδια μέσα στο κύτταρο,

κάτι που αποτελεί ένα ακόμα βήμα προόδου στο πεδίο της συνθετικής βιολογίας.Οι ερευνητές του Τμήματος Βιοτεχνολογίας του πανεπιστημίου Στάνφορντ της Καλιφόρνια, με επικεφαλής τον καθηγητή Ντρου Έντι και τον Τζερόμ Μπονέτ, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), σύμφωνα με το «Nature» και το «Scientific American», χρησιμοποίησαν ένζυμα ενός βακτηριοφάγου ιού, με τη βοήθεια των οποίων μετέτρεψαν τις αλληλουχίες του DNA ενός γνωστού κολοβακτηριδίου (του E.coli) σε διακόπτη που κινείται κατά τη βούληση των ερευνητών.Σύμφωνα με το ΑΠΕ - ΜΠΕ, αυτό σημαίνει ότι κατόρθωσαν να εφεύρουν το γενετικό ισοδύναμο ενός δυαδικού ψηφίου bit (είναι η εναλλαγή μεταξύ των «0» και «1» που χρησιμοποιείται στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές). Όταν το τμήμα του DNA καθοδηγείται προς τη μία κατεύθυνση, τότε πρόκειται για «0», ενώ όταν κατευθύνεται στην άλλη κατεύθυνση, τότε πρόκειται για «1». Με αυτό τον τρόπο, κατέστη δυνατό να χρησιμοποιηθεί το DNA για την κωδικοποίηση (εγγραφή), αποθήκευση και «σβήσιμο» των πληροφοριών.«Μας πήρε τρία χρόνια και 750 προσπάθειες για να το κάνουμε να δουλέψει, αλλά τελικά το πετύχαμε» δήλωσε ο Μπονέτ. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η προγραμματισμένη αποθήκευση δεδομένων μέσα στο DNA ζωντανών κυττάρων μπορεί μελλοντικά να αποτελέσει ένα τρομερά αποτελεσματικό «εργαλείο» για την μελέτη -και ίσως την καταπολέμηση- του καρκίνου ή της γήρανσης, αλλά και για άλλες παρεμβάσεις στην ανάπτυξη των οργανισμών, ακόμα και του ίδιου του φυσικού περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, ίσως στο μέλλον οι επιστήμονες να μπορούν να απενεργοποιούν έγκαιρα συγκεκριμένα κύτταρα, προτού αυτά γίνουν καρκινικά.Η νέα τεχνική, που ονομάζεται RAD (Recombinase Addressable Data), χρησιμοποιήθηκε από τους ερευνητές με επιτυχία στα βακτήρια, έτσι ώστε -ανάλογα με τη βούληση των επιστημόνων- αυτοί οι μονοκύτταροι οργανισμοί να εκπέμπουν κόκκινη ή πράσινη λάμψη κάτω από το υπεριώδες φως, ανάλογα με τον προγραμματισμένο προσανατολισμό του DNA τους προς την μία ή την άλλη κατεύθυνση. Χάρη στη νέα τεχνική, οι επιστήμονες μπορούσαν να ελέγξουν, όπως ήθελαν, τον φωσφορισμό των μικροβίων.Στο παρελθόν, οι ερευνητές είχαν κάνει το πρώτο βήμα στρέφοντας τη γενετική αλληλουχία του DNA μόνιμα προς μία μόνο κατεύθυνση («εγγραφή»), αλλά αυτή τη φορά κατάφεραν να αλλάζουν διαδοχικά την κατεύθυνση του DNA όσες φορές ήθελαν («επανεγγραφή»), εξ ου και ο χαρακτηρισμός τους πλέον περί «επανεγγράψιμης