IMAGINEM UN APARELL MICROSCÒPIC AUTÒNOM que pogués detectar canvis que es produïssin prop seu i gravar-los en algun suport. Podríem col·locar-lo discretament a qualsevol racó i, al cap d’un temps, recollir-lo i llegir totes les dades que hagués emmagatzemat. Ja hi ha micròfons i càmeres miniaturitzats que poden dur a terme tasques d’aquesta mena. Ara científics del Massachusetts Institute of Technology (MIT), dirigits per Timothy Lu, han anat un pas més enllà i han creat el primer espia biològic: una cèl·lula amb memòria, capaç d’analitzar l’entorn i guardar la informació en una molècula d’ADN.

La biologia sintètica és un camp que últimament està agafant molt protagonisme, gràcies sobretot als avenços en les noves eines de manipulació genètica. La idea principal és construir éssers vius partint de zero o, si més no, dels blocs biològics més bàsics. És una disciplina científica que està encara en fases inicials, però ja s’han aconseguit algunes fites importants. Per exemple, el 2010 un grup de científics dirigits pel doctor Craig Venter va muntar un genoma sencer i el va inserir en un bacteri al qual se li havia extret abans l’ADN. D’aquesta manera van aconseguir generar un organisme semisintètic independent, un primer pas.

EINES SINTÈTIQUES

Aquesta vegada el grup de Lu ha aprofitat els principis de la biologia sintètica per dissenyar un bacteri que pot enregistrar una informació determinada del seu voltant al llarg d’unes quantes setmanes. L’objectiu inicial era crear un sensor biològic usant la unitat més simple de vida, la cèl·lula. Un bacteri era el més indicat per a aquesta tasca, no només perquè està format d’una sola cèl·lula i és barat d’obtenir (es multiplica molt ràpidament), sinó perquè ja està acostumat a rebre i interpretar senyals que provenen del seu entorn.

Només calia, doncs, trobar una manera d’arxivar permanentment aquesta informació per poder llegir-la un temps després, potser fins i tot quan el bacteri hagués mort. Se’ls va ocórrer que la millor opció era el mateix ADN, la molècula que conté els gens de qualsevol ésser viu. La quantitat de dades que, per exemple, l’ADN pot emmagatzemar dins el nucli d’una cèl·lula humana, que no sol fer gaire més de cinc mil·lèsimes de mil·límetre, és de prop de 3GB, l’equivalent a uns 600 llibres o més del que hi cap en molts pen drives. A més, és un suport estable i resistent, perquè no es pot alterar ni destruir amb tanta facilitat com altres productes biològics.

Tal com descriuen en un article publicat a la revista Science aquest mes, els investigadors del MIT van construir dins d’una cèl·lula bacteriana un sistema biològic anomenat SCRIBE (per les sigles en anglès de gravadores sintètiques cel·lulars que integren esdeveniments biològics), capaç de reescriure-li l’ADN en resposta a estímuls tan diferents com la presència d’una substància química o un flaix de llum. Després només van haver d’extreure l’ADN de la cèl·lula, un procediment senzill que es pot dur a terme a qualsevol laboratori, i llegir-lo usant uns aparells anomenats seqüenciadors, els mateixos que es van utilitzar per compilar el primer genoma humà a principis de segle. Si hi trobaven les modificacions que havien programat, volia dir que la cèl·lula havia estat exposada a l’estímul escollit.

A més, utilitzant un conjunt d’aquests bacteris modificats en lloc d’un de sol van poder calcular la magnitud de l’estímul: com més fort era, més cèl·lules l’havien detectat. D’altra banda, si es multipliquen les unitats de SCRIBE que s’introdueixen dins una sola cèl·lula es podrien detectar diversos senyals a la vegada, d’orígens i durades diferents.

La primera aplicació pràctica d’aquest experiment podria ser generar sensors de canvis en el medi ambient. Per exemple, serien un bon sistema per detectar un producte contaminant a l’aigua, ja sigui químic o biològic. A part d’això, també és la prova que la biologia sintètica pot crear petits organismes capaços de dur a terme funcions d’utilitat social.

Salvador Macip és metge i investigador de la Universitat de Leicester