El grabador de cinta más pequeño del mundo está vivo

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Los científicos han convertido una gran cantidad de microbios en lo que denominaron la "grabadora más pequeña del mundo": al examinar los genes de una cepa ordinaria de laboratorio de la bacteria Escherichia coli, los investigadores afirman que han logrado engatusar a las bacterias no solo registrando sus interacciones con el medio ambiente, pero marcando el tiempo estas ocurrencias, también.

Estas pequeñas "grabadoras", que se detallaron en un nuevo estudio publicado el 23 de noviembre en la revista Science, pueden ayudar a sustentar una nueva clase de tecnologías que usan células bacterianas para diagnosticar enfermedades o monitorear cambios en el ambiente, todo sin perturbar su entorno .

"Tales bacterias, tragadas por un paciente, podrían registrar los cambios que experimentan en todo el tracto digestivo, produciendo una vista sin precedentes de fenómenos previamente inaccesibles", autor principal del estudio Harris Wang, profesor asistente en el departamento de biología de sistemas en Columbia University Medical Center, dijo en un comunicado.

La tecnología detrás de las grabadoras es la herramienta popular de edición de genes, CRISPR. La herramienta, que permite a los científicos esencialmente cortar secuencias de ADN y reemplazarlo con material genético específico, se descubrió originalmente en bacterias. CRISPR es parte del sistema inmune de ciertas bacterias: puede copiar fragmentos de ADN de virus invasores para que generaciones futuras de bacterias puedan reconocer y rechazar los ataques posteriores. [10 Amazing Things Scientists Just Did with CRISPR]

"El sistema [CRISPR] es un dispositivo de memoria biológica natural", dijo Wang. "Desde una perspectiva de ingeniería que en realidad es bastante agradable, porque ya es un sistema que se ha perfeccionado a través de la evolución para ser realmente bueno en el almacenamiento de información".

El registrador microscópico del equipo consiste en un par de estructuras portadoras de genes conocidas como plásmidos. El primero, un plásmido de "sincronización", marca el tiempo al expresar ciertas moléculas de ADN, llamadas nucleótidos, en la región CRISPR del ADN de la bacteria. El otro plásmido se modifica para crear más copias de sí mismo, pero solo en respuesta a una señal externa. El resultado es un mosaico de secuencias de fondo que registran el tiempo y las secuencias de señales que se insertan en respuesta a los cambios en el entorno de la célula.

Si eso suena complicado, piénselo de esta manera: el plásmido de tiempo imprime una "A" a intervalos de tiempo espaciados. Si no hay "señal externa", los científicos solo verían esta cadena de A's. Pero si el segundo plásmido es activado por una señal externa, insertará su sello en la cadena de A's. Según el lugar en el que aparece el sello de los segundos plásmidos, los científicos pueden deducir cuándo se produjo la señal externa. Al igual que las franjas de datos en una cinta magnética, los científicos pueden analizar esto con la ayuda de herramientas computacionales.

En el nuevo estudio, los investigadores demostraron que el sistema puede registrar al menos tres señales simultáneas durante varios días. El siguiente paso es estrechar los objetivos.

"Ahora estamos planeando observar varios marcadores que podrían alterarse en virtud de cambios en estados naturales o de enfermedad, en el sistema gastrointestinal o en otro lugar", dijo Wang.

Publicado originalmente en Live Science.

        

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