Adrien Locatelli, il nome del ragazzo francese che sostiene di aver sintetizzato una catena proteica, del tutto simile a quella del DNA, corrispondente ad alcuni versi della Bibbia e del Corano. Tramite il suo documento, recentemente pubblicato, il ragazzo espone la metodologia con cui ha effettuato questo esperimento senza però entrare nei particolari. Il 16enne di Grenoble si sarebbe poi iniettato nelle coscie i filamenti proteici, quello della Bibba nella sinistra e quello del Corano nella destra.

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Immagazzinare dati nel DNA

L’esperimento di Adrien non è certo il primo nel suo genere, infatti molti studi recenti hanno confermato la possibilità di immagazzinare dati tramite il DNA grazie alle sue caratteristiche intrinseche, ovvero il suo aspetto ultra-compatto e alla sua di efficacia di immagazzinamento. In effetti il rapporto tra quantità dell’informazione e spazio occupato per contenerla sembrerebbe di gran lunga superiore agli attuali metodi di stoccaggio dati.

Altro fattore fondamentale ricadrebbe nella capacità delle sue molecole, conservate nel loro habitat naturale, di restare stabili nel tempo in modo che le informazioni possano tramandarsi senza subire mutazioni. Situazione impensabile con le attuali tecnologie.

I primi studi su come immagazzinare i dati nel DNA iniziati nel 2012 sono stati condotti da alcuni ricercatori dell’Università di Harvard.

Lo stoccaggio dei dati è avvenuto in seguito alla conversione dell’informazione binaria contenuta nei dati digitali (0 e 1) nell’informazione quaternaria contenuta nel DNA, rappresentata dalle sue basi nucleotidiche (A, T, G e C).

Usando tale tecnica i ricercatori sono stati, così, capaci di codificare un libro di 52.000 parole in migliaia di frammenti di DNA.

Tale risultato, seppur sbalorditivo, presentava dei limiti sia nell’algoritmo utilizzato per l’inziale codifica sia nel processo di successiva decodifica. Infatti, analizzando il dato decodificato dopo l’inserimento nel DNA si notavano delle alterazioni dell’informazione rispetto allo stato iniziale.

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Secondo quanto riportato su Science, il lavoro condotto ad Harvard sarebbe servito da apripista ad ulteriori approfondimenti scientifici ed infatti stando ad uno studio svolto in collaborazione tra Dina Zielinski del New York Genome Center e Yaniv Erlic della Columbia University, lo stoccaggio dei dati all’interno del DNA non avrebbe più segreti.

I due ricercatori hanno, difatti, annunciato di aver individuato l’algoritmo, denominato “DNA fountain”, che permette una completa conversione dei dati e di essere riusciti a ottenere un processo di immagazzinamento del 100 percento privo di errori e di circa il 60 percento più efficiente rispetto ai risultati precedenti. Questo metodo risulterebbe essere decisamente più efficace dei precedenti e permetterebbe di stoccare sempre più dati nei filamenti di DNA.

Si sta parlando di circa 215.000.000 gigabyte di dati in un solo grammo di DNA.

Il nuovo approccio, però, non è ancora pronto per essere utilizzato su larga scala. Il costo sembrerebbe essere il problema principale. Infatti il prezzo di codifica di circa 2 megabyte si aggirerebbe intorno ai 7000 dollari e altri 2000 dollari servirebbero nel processo di decodifica.

Altro aspetto da migliorare sarebbero i tempi dei processi di lettura e scrittura nel DNA che se confrontati con altre forme di memorizzazione dei dati risulterebbero ancora relativamente lenti. La comunità scientifica come sempre non si pone limiti e, quindi, questi ostacoli potrebbero essere superati nel giro di pochi anni.

L’esperimento di Adrien

Come già detto ricerche precedenti hanno dimostrato che i nucleotidi artificiali possono essere utilizzati per conservare dati ma fino all’esperimento di Locatelli non erano mai stati iniettati in una persona.

Nel suo paper Adrien spiega di aver utilizzato un metodo (senza specificare quale) per far corrispondere ogni carattere dei versetti della Bibbia ad un particolare nucleotide, per poi metterli in sequenza. Spiega poi di aver usato la stessa tecnica per tradurre i versetti del Corano in sequenze nucleotidiche, apportando però alcune modifiche (di nuovo senza specificale).

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Il ragazzo spiega di aver sfruttato una tecnica chiamata “virus adeno-associato ricombinante”, di nuovo senza entrare nei particolari, per codificare il versetto della Bibbia nel genoma del virus; mentre il versetto del corano non è stato codificato ma iniettato direttamente sotto forma di stringa proteica.

La tecnica utilizzata

I virus adeno-associati (AAV) sono un piccolo gruppo di virus a singola elica di DNA (appartenenti alla famiglia dei parvovirus); sono difettivi e perciò non riescono ad effettuare un’infezione produttiva (cioè con replicazione del DNA virale, assemblaggio dei nuovi virus e infezione di altre cellule) senza la collaborazione di virus helper
co-infettanti, ad esempio gli adenovirus.

Sono così chiamati perché isolati per la prima volta con gli adenovirus. Gli AAV si integrano nel genoma della cellula ospite preferenzialmente in una regione del cromosoma 19 (banda 19q13.3) e sono in grado di farlo anche se la cellula ospite non è in attiva proliferazione.
Il loro genoma è costituito da un singolo filamento di DNA costituito da due geni: rep che codifica per le proteine implicate nella replicazione e nell’integrazione, cap per le proteine del capside. A ciascuna estremità vi è una sequenza terminale ripetuta (TR) di 145 bp contenente un promotore.


Questi virus possono essere utilizzati come vettori nella terapia genica perchè sono in grado di integrare il loro DNA nella cellula ospite. Quando tale virus viene utilizzato come vettore, i due geni rep e cap vengono sostituiti con il gene di interesse e le regioni regolatrici ad esso correlate. L’interesse che si sta sviluppando per questi vettori dipende dal fatto che tali virus presentano un’elevata espressione dovuta all’integrazione nel genoma (6 mesi contro le 6 settimane dell’adenovirus); non scatenano inoltre una risposta immunitaria (forse per la semplicità della struttura del loro capside) ed il promotore non viene così disattivato. A questi vantaggi si aggiunge il fatto che i Virus Adeno-associati sono normalmente presenti nel tratto respiratorio dell’uomo e non rappresentano un rischio per la salute dell’ospite; l’unico limite è dato dalle dimensioni ridotte del gene da trasferire: l’inserto non può superare le 4,7 kb.

Ebbene, la comunità scientifica ha avuto reazioni discordanti riguardo questo esperimento, in partcolare Sri Kosuri, biochimico alla UCLA che è tra i pionieri dell’idea di usare il DNA per conservare dati, ha scritto in un tweet di aver saputo della bravata di Locatelli perché Google Scholar lo ha avvisato di una citazione al suo lavoro nel paper del giovane studente.

“Compiere esperimenti umani o animali di qualsiasi tipo comporta dei rischi, ci sono anche dei parametri etici da considerare per forza”, commenta.

Probabilmente Adrien non si era reso ben conto dei rischi a cui andava incontro, ma non si pente della sua scelta, anzi.

“Ho condotto questo esperimento solo come atto simbolico di pace tra le religioni e la scienza, è solo simbolico.”

-Valto

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