Onderzoekers komen met een methode om digitale data herhaaldelijk in het DNA van levende cellen (bacteriën) op te slaan en te wissen.
Daarmee zijn de bacteriën eigenlijk een soort bits geworden. Een bit is de kleinste eenheid van informatie. Eigenlijk is het meer een signaal dat twee waarden kan nemen: 0 of 1. Wetenschappers hebben het DNA nu omgetoverd tot zo’n soort bit. “Als het DNA in één richting wijst, is het een nul, als het in de andere richting wijst, is het een één,” vertelt onderzoeker Pakpoom Subsoontorn.
Bacterie
De onderzoekers maakten voor hun studie gebruik van bacteriën: E. coli. Ze pasten een specifiek deel van het DNA van de bacteriën aan. De richting van dit deel van het DNA bepaalde nu wat voor kleur de organismen onder invloed van ultraviolet licht zouden aannemen: rood of groen. Aan de kleur konden de onderzoekers nu dus zien welke richting (oftewel: welke waarde) de bacteriën hadden. En de onderzoekers konden die waarde ook veranderen.
Proteïne
Het klinkt misschien vrij simpel, maar zo gemakkelijk was het nog niet om deze bacteriële bit te ontwikkelen. “Het heeft drie jaar geduurd en we hebben 750 pogingen gedaan om het te laten lukken,” vertelt onderzoeker Jerome Bonnet in een persbericht. Om de bacteriën tot bits te maken, moesten de onderzoekers namelijk twee tegengestelde proteïnes in de bacteriën zien te controleren. Om de waarde van de bacteriën te veranderen, moest de genetische sequentie veranderen en daar gingen deze proteïnes over. Tijdens een eerder onderzoek hadden wetenschappers de genetische sequentie al door één proteïne te controleren, verandert. Maar de onderzoekers wilden de waarde van de bacteriën kunnen veranderen: van 0, naar 1 en weer terug. En dus moesten nu twee proteïnes gecontroleerd worden. En dat viel nog niet mee. “Het probleem is dat deze proteïnes hun eigen gang gaan,” stelt Bonnet. “Als ze beiden tegelijkertijd actief zijn of de concentratie niet klopt dan wordt het een zooitje en produceren de cellen willekeurige resultaten.” Het kostte de onderzoekers drie jaar om de proteïnes onder controle te krijgen.
Meer
En dat is nu dus gelukt, zo meldt het blad Proceedings of the National Academy of Sciences. Een prachtig resultaat, maar de onderzoekers willen meer. Zo zouden ze graag van één bit naar één byte (acht bits) gaan. Maar dat heeft tijd nodig. Het kan wel eens tien jaar duren voordat dat haalbaar is.
Maar het kan al die inspanningen wel eens meer dan waard zijn. “Het kan een krachtig gereedschap in de studie naar kanker, ouderdom, de ontwikkeling van organismen en zelfs de natuurlijke omgeving zijn,” stelt onderzoeker Drew Endy. Zo kunnen onderzoekers met behulp van deze methode in de toekomst bijvoorbeeld tellen hoe vaak cellen zich delen en wellicht kunnen ze de cellen dan ‘uitschakelen’ voordat deze muteren.
