L’une des plus anciennes images animées jamais enregistrées vient d’être encodée dans l’ADN de cellules bactériennes vivantes, dans le cadre d’une expérience ambitieuse visant à tester les limites du disque dur biologique.
Si les scientifiques ont déjà stocké d’énormes quantités de données (y compris des films) dans l’ADN, c’est la première fois que des chercheurs ont encodé et lu une vidéo de ce type dans des cellules bactériennes vivantes – E. coli, rien de moins – mais l’équipe impliquée affirme qu’il s’agit de bien plus qu’un simple jalon cinématographique.
Outre le spectacle de l’immortalisation de ce film de cheval déjà célèbre, les chercheurs affirment que la technique utilisée ici pourrait permettre aux cellules vivantes de devenir un “enregistreur moléculaire” en temps réel, capturant les développements biologiques invisibles à l’intérieur du corps comme une sorte de magnétoscope numérique organique.
“Nous voulons transformer les cellules en historiens”, explique l’un des membres de l’équipe, le neuroscientifique Seth Shipman de l’université de Harvard.
“Nous imaginons un système de mémoire biologique beaucoup plus petit et plus polyvalent que les technologies actuelles, qui suivra de nombreux événements de manière non intrusive dans le temps.”
En tant que neuroscientifique, Shipman s’intéresse à l’étude de l’évolution des cellules cérébrales dans le temps. Bien sûr, étant donné que de tels développements microscopiques se produisent presque imperceptiblement à l’intérieur des tissus vivants, ce n’est pas la chose la plus facile à étudier – mais une façon de l’étudier pourrait être de coopter des cellules vivantes pour enregistrer les changements eux-mêmes.
“Il y a certains endroits où nous ne pouvons pas aller et où une cellule peut aller”, a déclaré Shipman à Deborah Netburn du Los Angeles Times.
“Le cerveau est enfermé à l’intérieur du crâne, et ces changements se produisent rapidement et tous en même temps”
Pour tester cette idée, l’équipe a converti chaque pixel ombragé de l’animation du cheval en un code ADN – désigné par une configuration particulière des nucléobases de l’ADN adénine, guanine, thymine et cytosine.
Les chercheurs ont ensuite utilisé la technologie d’édition de gènes CRISPR pour intégrer cette séquence d’informations dans le génome de la bactérie E. coli, en ajoutant chaque jour une nouvelle image d’animation.
L’équipe a ensuite attendu une semaine, laissant les bactéries dans le laboratoire se diviser et se multiplier, transmettant le film aux générations successives au fur et à mesure – comme une sorte de processus de partage de fichiers biologiques.
Plus tard, après avoir séquencé des régions d’ADN extraites d’un échantillon de la bactérie, l’équipe a pu lire le film avec 90 % des informations intactes – un test réussi qui suggère que les cellules vivantes peuvent enregistrer et conserver des informations en séquence, qui peuvent ensuite être extraites et examinées si nécessaire.
Si cette capacité peut être utilisée pour enregistrer d’autres types de données – comme les changements dans l’expression des gènes, qui affectent le développement des neurones et d’autres types de cellules – nous pourrions être en mesure de suivre le développement des maladies en temps réel ou de prédire l’apparition de dangers pour la santé alors qu’ils sont encore évitables.
“Si nous avions ces étapes transcriptionnelles, nous pourrions potentiellement les utiliser comme une recette pour fabriquer des cellules similaires”, a déclaré Shipman dans un communiqué de presse.
“Elles pourraient être utilisées pour modéliser des maladies – ou même dans des thérapies”
Ces travaux s’appuient sur des recherches pionnières publiées par la même équipe l’année dernière, qui les a vus enregistrer 100 octets de données dans E. coli.
La nouvelle étude démontre que le disque dur vivant peut être poussé à se souvenir de beaucoup plus de choses – et à enregistrer l’histoire en séquence – ce qui suggère que les cellules pourraient effectivement devenir de minuscules GoPros à l’intérieur du corps.
Il ne nous reste plus qu’à trouver le moyen de les contraindre à prendre leur appareil photo en notre nom.
Les résultats de cette étude sont publiés dans Nature.