Изследователи от лабораторията Кавендиш от университета в Кеймбридж обявиха създаването на метод, който ще позволи криптирани данни да се съхраняват в молекулите на ДНК, както и да бъдат пренаписани. Учените говориха за това в списанието Nano Letters.
Изследователи от лабораторията Кавендиш от университета в Кеймбридж обявиха създаването на метод, който ще позволи криптирани данни да се съхраняват в молекулите на ДНК, както и да бъдат пренаписани. Учените говориха за това в списанието Nano Letters.
Идеята за съхраняване на информация с генетичния код е да се синтезират дълги молекули на ДНК с отделни последователности от основни блокове. Плътността на запис на данни, която се постига по този начин, е с порядък по-висока, отколкото в съществуващите магнитни или твърди твърди технологии, а времето за съхранение достига хиляди, а не десетки години. Трайността и плътността на данните от ДНК биха били особено полезни за архивиране, ако не и за някои значителни ограничения.
„Едно от най-големите предизвикателства е създаването на ДНК“, казва Улрих Кейзер, професор по приложна физика в университета в Кеймбридж. - Синтезът de novo на ДНК молекули с дадени последователности от основни единици е доста дълъг, много трудоемък и изисква използването на ензими. Но с нашия подход стана по-лесно - все едно да изградим модел от LEGO тухли. Просто смесвате съставките, загрявате и охлаждате."
Четенето на данни, съхранявани в последователности на ДНК, също е бавно и скъпо. Технологията на секвениране е изминала дълъг път, но тя все още в голяма степен разчита на правенето на милиарди копия на молекула, за да усили сигналите от протеиновите взаимодействия. Алтернативен метод на секвениране преминава молекула на ДНК през нанопора и чете последователността в реално време въз основа на промените в йонния ток, докато през нея преминават различни базови двойки. Въпреки че е по-евтин и по-ефективен, четенето на битове от ДНК последователност по този начин все още е твърде отнемащо време за технологиите за съхранение.
Авторите на новата работа са разработили подход, който ви позволява лесно и точно да четете информация, използвайки нанопори, и да я записвате, като просто смесвате вещества. Ключът към новия подход е да се контролира „отгряването“на лепкавите краища на едноверижната ДНК. Нуклеотидната последователност в гръбнакът на ДНК е една и съща във всички използвани молекули, но допълнителната верига, която е биотинилирана, може да съдържа други основи. Когато допълващата нишка е биотинилирана, тя ще се свърже със стрептавидин молекули, което улеснява откриването на промяната в йонния ток, докато ДНК преминава през нанопората. Съответно, присъствието на това вещество върху определена част от ДНК се записва в програмата за четене като "1", а отсъствието му като "0".
Новата технология за писане и четене на информация използва допълнителна едноверижна ДНК, която остава залепваща след функционализация, което улеснява изтриването и пренаписването на информация. Данните остават криптирани от стърчащите биотинилирани нишки. Това е възможно, защото само някой, който знае последователността на лепкавите краища на едноверижната ДНК, ще знае каква последователност трябва да има комплементарната верига, свързана със стрептовидин, за да има последователността на тези и нули, получени чрез нанопорно секвениране. Сега изследователите планират да разширят технологията, да експериментират с вещества, различни от стрептовидин, за да подобрят ефективността на процесите на запис и изтриване на информация.
Автор: Никита Шевцев
Промоционално видео: