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Un Hard Disk genetico, e libri salvati nel DNA

Il Dna è la molecola sulla quale è scritto il codice genetico: tutte le informazioni necessarie per far crescere un essere vivente sono contenute in un microscopico filamento di questa sostanza. Mentre continuiamo a studiare il codice e il modo in cui viene interpretato, qualcuno si è chiesto se tanta capacità di memorizzazione non si prestasse anche ad altri usi. È quello che, come spiega un articolo sulla rivista “Science”, ha fatto il genetista George Church dell’università di Harvard: l’equipe da lui guidata è riuscita a “salvare” un libro sotto forma di filamenti di Dna, e a recuperarne con successo il contenuto. Una tecnica ancora sperimentale, ma che ha il potenziale per moltiplicare di un fattore enorme la nostra capacità di memorizzare dati.
Come sappiamo, la molecola di Dna è un lungo “nastro” sul quale possono essere scritte delle informazioni. Mentre nelle memorie digitali l’informazione è codificata in modo binario, come una serie di “0” e “1”, la codifica del Dna è quaternaria, facendo uso di quattro diverse basi (A, C, G e T). È semplicissimo convertire un codice binario in uno quaternario e viceversa; di conseguenza, qualunque informazione che può essere salvata su un hard disk può essere scritta anche su un filamento di Dna.

Il vantaggio di una simile operazione è che lo spazio impiegato è veramente ridotto. Per memorizzare ogni singolo bit di informazione il Dna impiega pochi atomi: è difficile immaginare un medium più compatto. Un solo milligrammo di Dna sarebbe sufficiente per memorizzare il testo di tutti i libri della più grande biblioteca del mondo, e avanzerebbe spazio. Come termine di confronto, per avere la stessa capacità di memoria insita in un grammo di Dna occorrerebbero circa 150 chili di hard disk. E va detto che si tratta anche di un medium particolarmente stabile. Le molecole di Dna possono rimanere per migliaia d’anni in un un contenitore a temperatura ambiente, senza alterarsi. Nessun tipo di memoria digitale è così affidabile.
Fino a qualche anno fa questa sarebbe rimasta pura teoria. Oggi però le tecniche di manipolazione genetica hanno compiuto passi da gigante. Se per trascrivere un intero genoma umano per la prima volta sono stati necessari ingenti capitali e anni di ricerche, oggi la stessa operazione può essere compiuta nel giro di qualche ora e in modo del tutto automatico da macchinari alla portata di qualsiasi laboratorio.
L’equipe del professor Church ha sfruttato queste nuove tecnologie per trascrivere su Dna un enorme numero di copie di un ebook. Si trattava di “Regenesis”, un libro di cui il professor Church è coautore, 300 pagine comprensive di varie illustrazioni e di un software allegato, per un totale di circa 700 Kb. Ne sono state trascritte su Dna 70 miliardi di copie.
Non è stato necessario creare un unico filamento di Dna. Al contrario, l’informazione è stata suddivisa su frammenti di Dna molto brevi, ciascuno contenente solo 96 bit di informazione. All’inizio di ciascun frammento è stato poi codificato l’equivalente di un “numero d’ordine”. In questo modo è possibile decodificare i singoli frammenti alla rinfusa, e poi disporli nell’ordine corretto per ricomporre il contenuto. Il margine di errore è già così basso da essere paragonabile agli attuali Dvd.
La tecnica impiegata è troppo lenta e costosa per prestarsi a usi pratici, ma il rapido progresso della tecnologia genetica potrebbe rendere fattibile in breve tempo la produzione di “hard disk genetici” di enorme capienza. Un simile aumento della capacità di memorizzazione sarebbe una rivoluzione dagli effetti profondi e oggi difficili da valutare in tutte le loro conseguenze Per esempio, diventerebbe semplicissimo costruire telecamere in grado di funzionare in maniera continua, salvando tutto quello che vedono per anni e anni. Potremmo trovarci a vivere in una società in cui nessuna informazione viene mai realmente perduta. Una prospettiva esaltante e inquietante allo stesso tempo. (Il Sole 24 Ore)

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