Las bacterias codifican mensajes secretos: Nature News

Durante milenios, las personas han escrito mensajes secretos con tinta invisible, que solo podían leerse bajo ciertas luces o después de desarrollarse con ciertos químicos. Ahora, los científicos han ideado una forma de codificar mensajes con los colores de bacterias brillantes.

La técnica, denominada esteganografía por matrices impresas de microbios (SPAM), crea mensajes que se pueden enviar por correo, desbloquear con antibióticos y descifrar con un equipo simple. Se describe en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias¹.

Durante años, los científicos han podido codificar mensajes en moléculas biológicas como el ADN o las proteínas. El biólogo Craig Venter escribió su nombre, junto con varias citas, en el ADN de las bacterias parcialmente sintéticas que dio a conocer el año pasado.².

Manuel Palacios, químico de la Universidad de Tufts en Medford Massachusetts, y sus colegas adoptaron un enfoque más simple al encriptar mensajes usando siete cepas de Escherichia coli bacterias. Cada uno fue diseñado para producir una proteína fluorescente diferente, que brilla en un color diferente bajo la luz adecuada.

“Realmente queríamos utilizar rasgos fácilmente observables”, dice Palacios. Técnicas como la de Venter requieren un equipo sofisticado para secuenciar el ADN y desbloquear el mensaje. “En nuestro caso, bastarían diodos emisores de luz y un iPhone”, apunta Palacios.

Las colonias de bacterias se cultivan en filas de puntos emparejados, cada combinación de dos colores corresponde a una letra, dígito o símbolo diferente. Por ejemplo, dos manchas amarillas significan una ‘t’, mientras que una mancha naranja y una verde denotan una ‘d’. Una vez que crecen, el patrón de colonias se imprime en una hoja de nitrocelulosa, que se coloca en un sobre. El destinatario puede usar la hoja para volver a hacer crecer las bacterias en el mismo patrón y descifrar el mensaje.

Eligiendo lo correcto E. coli tensiones, la gente podría enviar mensajes que aparecen después de períodos específicos de tiempo, o degenerar lentamente como los memos autodestructivos del programa de televisión y la serie de películas Misión imposible.

Palacios también ha desarrollado formas de convertir los antibióticos en claves que desbloquean los mensajes ocultos, al vincular los genes de las proteínas fluorescentes con la capacidad de resistir antibióticos específicos. Para probar el principio, creó una hoja de SPAM que, cuando se expone al antibiótico ampicilina, decía “este es un mensaje biocodificado de la universidad walt lab @ tufts 2011”. Si usó la droga kanamicina en su lugar, las bacterias brillaron en diferentes colores, lo que se traduce en “usted ha usado el código incorrecto y el mensaje es un galimatías”.

Colonias codificadas

El proyecto fue financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA), que desafió a los laboratorios a encontrar formas de transmitir información codificada utilizando señales químicas en lugar de eléctricas. Pero algunos expertos en criptografía piensan que la bacteria nunca saldría del laboratorio de dispositivos de Q.

“Es un concepto inteligente, pero como método para ocultar información no es especialmente práctico”, dice Meredith L. Patterson, investigadora de seguridad de la empresa de seguridad de redes Red Lambda, con sede en Orlando, Florida. Hay tan pocos antibióticos que un descifrador de códigos podría fácilmente aplicarlos todos a una hoja de SPAM para descubrir el mensaje. “Es trivial aplicar la fuerza bruta a la solución”, añade Patterson.

Un criptógrafo inteligente podría solucionar este problema codificando mensajes diferentes pero plausibles con cada antibiótico. “Si la kanamicina cede ‘asaltaremos las playas de Pas de Calais’ y la ampicilina cede ‘asaltaremos las playas de Normandía’, Hitler aún tiene que decidir adónde enviará sus tropas”, dice Patterson.

Los mensajes codificados pueden resultar atractivos para DARPA, pero en la práctica, dice Palacios, “esa es la última aplicación para la que se utilizaría”. Él está más interesado en el potencial de marcar con agua los organismos modificados genéticamente con ‘códigos de barras biológicos’, para rastrear su procedencia y prevenir falsificaciones.

El equipo ahora está tratando de codificar mensajes en microbios más robustos, como levaduras o bacterias formadoras de esporas; y organismos más complejos, como las plantas, aprovechando la variación en las formas de las hojas o los patrones de las raíces. “Cuantos más rasgos tenga, más información podrá incorporar en ese momento”, dice Palacios.

• Referencias

  1. Palacios, MA et al. Proc. Natl Acad. Sci. EE.UU http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1109554108 (2011).
  2. Gibson, DG et al. Ciencias 329, 52-56 (2010). | Artículo | ISI | ChemPort |