a, La información digital se puede codificar directamente en matrices CRISPR de una población bacteriana utilizando señales electrónicas. La población de células se puede archivar para un almacenamiento a largo plazo, propagado para la amplificación de datos y secuenciado para la recuperación de datos. B, La sobreexpresión del complejo Cas1-Cas2 da como resultado la incorporación constante de nuevos espaciadores en las matrices CRISPR de una población celular. Las señales electrónicas inducen un cambio en abundancia de un plásmido inducible por número de copias (pTrig) y, por tanto, la proporción de espaciadores derivados de pTrig. C, En el estado 0, la señal eléctrica no se aplica (0.0 V) para mantener FCN (R) y PMS reducidos y el número de copias de pTrig es bajo. En el estado 1, la señal eléctrica (0,5 V) oxida FCN (R) y PMS, activar el promotor soxS para aumentar el número de copias de pTrig. FCN (R), ferrocianuro; FCN (O), ferricianuro; PMS, metosulfato de fenazina. D, mi, El número de copias relativo de pTrig (d) y la proporción de matrices CRISPR expandidas y la fuente de los nuevos espaciadores (e) sin (0 V) y con (0,5 V) señal eléctrica durante 14 h. Árbitro, espaciadores derivados del genoma y pRec; pTrig, Espaciadores derivados de pTrig. Todas las mediciones se basan en tres réplicas biológicas. Las barras de error representan el s.d. de tres réplicas biológicas. Crédito: Biología química de la naturaleza (2021). DOI:10.1038 / s41589-020-00711-4
Un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia ha desarrollado una forma de permitir que las cadenas de ADN almacenen más datos. En su estudio, publicado en la revista Ciencias , el grupo aplicó una pequeña cantidad de electricidad a las hebras de ADN para permitir la codificación de más información de la que era posible con otros métodos.
Por muchos años, Los investigadores han estado buscando formas de aumentar la capacidad de almacenamiento de datos; se espera que los requisitos de almacenamiento excedan la capacidad en un futuro cercano a medida que la demanda se dispara. Uno de estos enfoques ha implicado la codificación de datos en cadenas de ADN; investigaciones anteriores han demostrado que es posible. En las primeras etapas de dicha investigación, los científicos editaron hebras manualmente para agregar características para representar ceros o unos. Más recientemente, Los investigadores han utilizado la herramienta de edición de genes CRISPR. La mayoría de estos estudios utilizaron ADN extraído del tejido de animales fallecidos. Más recientemente, Los investigadores han comenzado a realizar esfuerzos para trasladar la investigación a animales vivos porque durará más. Y no solo en los capítulos editados:la información que contienen podría posiblemente transmitirse a la descendencia, permitiendo que los datos se almacenen durante períodos de tiempo muy prolongados.
En 2017, otro equipo de la Universidad de Columbia utilizó CRISPR para detectar una determinada señal; en su caso, fue la presencia de moléculas de azúcar. La adición de tales moléculas dio como resultado expresiones genéticas del ADN plasmídico. Tiempo extraordinario, el proceso de edición se mejoró ya que se agregaron bits genéticos para representar unos y ceros. Desafortunadamente, el sistema solo permitía almacenar algunos bits de datos.
En este nuevo esfuerzo, los investigadores han mejorado el sistema utilizando una pequeña corriente de electricidad. Su enfoque implicó el uso de CRISPR para agregar genes a una cadena de ADN de E. Coli que permitía que las células aumentaran la cantidad de plásmido producido cuando se aplicaba una pequeña cantidad de voltaje. Los aumentos en la expresión significaron aumentos en la cantidad de datos que podrían almacenarse. Usando su sistema, los investigadores codificaron las palabras "Hola mundo" en un poco de E. Coli y luego lo mezclaron en una muestra de suelo natural. Después de que las bacterias se hubieran multiplicado, los investigadores encontraron que podían leer su mensaje. Los investigadores reconocen que su enfoque aún se encuentra en una etapa muy temprana de pruebas, pero planifique seguir adelante para mejorar la capacidad de datos.
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