Crean en el MIT un material parecido al ámbar para preservar ADN Copiar al portapapeles

Una escena icónica de Jurassic Park es el momento en que se explica cómo se conservó ADN de dinosaurios en Ámbar durante millones de años. Partiendo de esta idea, un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) diseñó un material similar al ámbar con un objetivo similar.

El método recibió el nombre de “T-REX”. En él se pueden incrustar información como genomas o datos digitales como música y fotografías.

Un material para conservar datos en todos los ambientes

El material es un polímero vítreo similar al ámbar. En él se puede guardar información genética, por ejemplo, el genoma humano completo. También tiene la capacidad de almacenar archivos digitales.

La mayoría de los métodos actuales para conservar ADN requieren temperaturas muy bajas. Esto obliga a gastar grandes cantidades de energía y no es posible realizarlo en cualquier parte del mundo. Además, congelar el ADN es un proceso costoso.

Este nuevo material inspirado en el ámbar puede guardar la información a temperatura ambiente. Además protege los datos de daños causados por el calor o el contacto con agua.

Para demostrar la capacidad de su material, los investigadores guardaron dos tipos diferentes de información. En uno guardaron el genoma humano completo. En el otro la música de Jurassic Park.

“Creo que nuestro nuevo método de preservación va a ser una tecnología que puede impulsar el futuro del almacenamiento de información digital en el ADN”, menciona en un comunicado James Banal. Él estudia el posdoctorado en el MIT.

El ADN es una molécula muy estable. Es ideal para guardar grandes cantidades de información, esto incluye datos digitales en código binario. Este tipo de información puede codificarse en el ADN usando los cuatro nucleótidos que forman el código genético (A, T, G, y C); uno de ellos se puede usar como 1 y el otro como 0.

El ADN ofrece la capacidad de guardar datos con una densidad muy alta. De forma teórica, una taza de café llena de ADN podría guardar todos los datos que existen en el mundo. Además es estable y relativamente fácil de sintetizar y secuenciar.

James Banal y su asesor postdoctoral Mark Bathe, quien es profesor de ingeniería biológica en el MIT, desarrollaron en 2021 un método para guardar partículas de ADN en sílice. Se le puede etiquetar para conocer su contenido. Así surgió el caché ADN.

Este método toma varios días para incrustar el ADN en el sílice. Además, para remover las partículas de ADN es necesario usar ácido fluorhídrico, que puede ser peligroso para los trabajadores que manipulen el ADN.

Banal comenzó a trabajar con Jeremiah Johnson, quien es profesor de química en el MIT, en su laboratorio para buscar materiales alternativos. El objetivo era usar un polímero termoestable y degradable, este se basa en polímeros que se solidifican al calentarse.

Además, el material incluye enlaces que se pueden romper fácilmente. Esto permite degradar el polímero de forma controlada.

“Con estos termoestables deconstrucibles, dependiendo de los enlaces que ponemos en ellos, podemos elegir cómo queremos degradarlos”, explica Johnson.

Los investigadores eligieron crear su polímero termoestable de poliestireno y un agente reticulante, juntos forman un material similar al ámbar llamado poliestireno reticulado. Este material es altamente hidrofóbico, lo que evita que se dañe el contenido a causa de la humedad.

Para que el material fuera degradable se agregó un monómero llamado tioonolactonas. Estas pueden romperse con un tratamiento a base de moléculas de cisteamina.

Esta composición creó una nueva necesidad. El ADN es una molécula hidrofílica con carga negativa. Para esto incluyeron tres monómeros que pueden convertirse en polímeros para disolver el ADN y ayudarlo a interactuar con el estireno. Cada uno tiene características distintas para mantener el ADN fuera del agua dentro del estireno.

Adentro, el ADN forma complejos esféricos con ADN cargado al centro y grupos hidrofóbicos en la capa exterior que interactúan con el estireno. Cuando se calienta la solución se convierte en un bloque sólido cristalino con complejos de ADN incrustados.

El nombre del método obtiene el nombre de las siglas en inglés de Xeropreservación REforzada Termoestable (T-REX). El proceso para incrustar el ADN dentro del polímero toma algunas horas, aunque de acuerdo con los desarrolladores puede optimizarse para ser más rápido.

Para liberar el ADN se agrega cisteamina que rompe los enlaces que mantienen termoestable al estireno. Esto lo rompe en pedazos pequeños y posteriormente se agrega un detergente llamado SDS que retira el ADN del poliestireno sin dañarlo.

Los resultados de la investigación para crear el material se publicaron en la revista científica Journal of the American Chemical Society. El título del artículo es “Reversible Nucleic Acid Storage in Deconstructable Glassy Polymer Networks”.