Les scientifiques ont utilisé CRISPR pour mettre un GIF à l’intérieur de l’ADN d’un organisme vivant

Les chercheurs de Harvard incorporent des images dans les génomes de bactéries pour tester les limites du stockage d’ADN.

La promesse d’utiliser l’ADN comme stockage signifie que vous pouvez économiser toutes les photos que vous avez déjà prises, votre bibliothèque iTunes complète et tous les 839 épisodes de Doctor Who dans une minuscule molécule invisible à l’œil nu, avec beaucoup de place de stockage libre encore.

Mais que se passe-t-il si vous pouviez garder toutes ces informations numériques sur vous en tout temps, même intégrées dans votre peau ? Le généticien de l’Université Harvard,George Church et son équipe pensent que cela pourrait être possible un jour.

Ils ont utilisé le système d’édition de gènes CRISPR pour insérer une image animée courte, ou GIF, dans les génomes de la bactérie vivante Escherichia coli. Les chercheurs ont converti les pixels individuels de chaque image en nucléotides, les éléments constitutifs de l’ADN.

Ils ont livré le GIF dans la bactérie vivante sous la forme de cinq cadres: les images d’un cheval et d’un cavalier au galop, pris par le photographe anglais Eadweard Muybridge, qui a produit les premières photographies stop-motion dans les années 1870. Les chercheurs ont ensuite pu récupérer les données en séquençant l’ADN bactérien. Ils ont reconstruit le film avec une précision de 90% en lisant le code des nucléotides de pixels.

La méthode, détaillée aujourd’hui dans nature, est spécifique aux bactéries, mais Yaniv Erlich, informaticien et biologiste à l’Université de Columbia qui n’a pas participé à l’étude, affirme qu’il représente une façon évolutive d’héberger des informations dans des cellules vivantes qui pourraient éventuellement être utilisées dans les cellules humaines.

Le monde moderne génère de plus en plus d’énormes quantités de données numériques, et les scientifiques voient l’ADN comme un moyen compact et durable de stocker cette information. Après tout, l’ADN de milliers, voire des centaines de milliers d’années, peut encore être extrait et séquencé dans un laboratoire.

Le CRISPR a également été utilisé pour coder cette image d’une main dans un génome bactérien.

Jusqu’à présent, une grande partie de la recherche sur l’utilisation de l’ADN pour le stockage a impliqué l’ADN synthétique fabriqué par des scientifiques. Et ce GIF – seulement 36 par 26 pixels de taille – représente une quantité relativement faible d’informations par rapport à ce que les scientifiques ont jusqu’à présent pu coder dans l’ADN synthétique. Il est plus difficile de télécharger de l’information dans les cellules vivantes que l’ADN synthétisé, car les cellules vivantes se déplacent, changent, se divisent et s’éteignent constamment.

Erlich dit que l’un des avantages de l’hébergement de données dans les cellules vivantes, comme les bactéries, est une meilleure protection. Par exemple, certaines bactéries prospèrent encore après des explosions nucléaires, des rayonnements ou des températures extrêmement élevées.

Au-delà de l’entreposage de données, Seth Shipman, un scientifique travaillant dans le laboratoire d’Église à Harvard qui a dirigé l’étude, a déclaré qu’il voulait utiliser la technique pour créer des «capteurs vivants» qui peuvent enregistrer ce qui se passe dans une cellule ou dans son environnement.

« Ce que nous voulons vraiment faire, ce sont des cellules qui codent des informations biologiques ou environnementales sur ce qui se passe en leur sein et autour d’eux », a déclaré Shipman.

Bien que cette technique ne soit pas utilisée rapidement pour charger de grandes quantités de données dans votre corps, elle pourrait s’avérer être un outil de recherche précieux. Une utilisation possible serait d’enregistrer les événements moléculaires qui entraînent l’évolution des types de cellules, comme la formation de neurones lors du développement du cerveau.

Shipman dit que vous pouvez déposer ces disques durs bactériens dans le corps ou n’importe où dans le monde, enregistrer quelque chose qui pourrait vous intéresser, collecter les bactéries et séquencer l’ADN pour voir quelles informations ont été recueillies en cours de route.

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