Het DNA van een bacterie kan gebruikt worden als een soort levende hard drive.
Amerikaanse onderzoekers van de Stanford Universiteit hebben de eerste stap gezet in de richting van het gebruik van DNA als herschrijfbare geheugenopslag. DNA is van nature al een opslagplaats voor informatie over ons lichaam. Maar met deze geheugenmodule kunnen de wetenschappers bepaalde gebeurtenissen, bijvoorbeeld het aantal celdelingen, ook bijhouden en beïnvloeden.
Een toepassing is bijvoorbeeld het stoppen van cellen die tot kwaadaardige cellen kunnen uitgroeien. Dit zijn vaak oude exemplaren die zich al vaak hebben gedeeld, waarbij er veranderingen (mutaties) in hun DNA zijn opgetreden. Wanneer onderzoekers dit proces op tijd kunnen stoppen of beïnvloeden, zullen de cellen niet meer kwaadaardig worden en geen kanker veroorzaken. De onderzoekers verwachten over ongeveer 10 jaar ook andere complexere systemen bij te kunnen houden en als het nodig is bepaalde processen te stoppen of juist te stimuleren.
Hard drive
De nieuwe module werkt als een soort schakelaar die je kunt omzetten van mode 0 naar 1 en andersom. De schakelaar is gebaseerd op een stuk virus-DNA dat aan het DNA van de bacterie Escherichia coli is toegevoegd. Hierdoor kan de bacterie twee enzymen produceren: integrase en excisionase. In de ´normale´ toestand produceert de E coli-bacterie een rood fluorescerend eiwit (mode 0). Het geïntroduceerde enzym integrase bindt zich aan de schakelaar, waardoor deze wordt omgezet en de bacterie vanaf dat moment groen fluorescerend eitwit aanmaakt (mode 1).
Dat is op zich niet nieuw, maar tot nu toe is het nog niemand gelukt om deze processen in dezelfde cel te laten plaatsvinden. Het lukte de Amerikaanse onderzoekers na 3 jaar en 750 pogingen dus wel om de juiste balans tussen integrase en excisionase te vinden. Deze enzymcombinatie zorgt ervoor dat de schakelaar weer terug gaat naar zijn oorspronkelijke positie (mode 0) en de cel weer rood fluorescerend eiwit aanmaakt. Met meerdere van deze processen naast elkaar hopen de onderzoekers complexe systemen, zoals veroudering, te kunnen beïnvloeden.
Bron: PNAS, Standford University via EurekAlert!
Beeld: Ambuj Saxena/CC BY 2.0