Forskere fra Cavendish Laboratory på University of Cambridge bebudede oprettelsen af en metode, der giver mulighed for at gemme krypterede data i DNA-molekyler og omskrive. Forskere talte om dette i tidsskriftet Nano Letters.
Forskere fra Cavendish Laboratory på University of Cambridge bebudede oprettelsen af en metode, der giver mulighed for at gemme krypterede data i DNA-molekyler og omskrive. Forskere talte om dette i tidsskriftet Nano Letters.
Ideen med at lagre information ved hjælp af genetisk kode er at syntetisere lange DNA-molekyler med individuelle sekvenser af grundlæggende blokke. Dataoptagelsestætheden, som opnås på denne måde, er størrelsesordrer højere end i eksisterende magnetiske eller faststof-teknologier, og lagringstiden når tusinder, ikke titusinder. Holdbarhed og tæthed af DNA-dataene ville være særligt nyttigt til arkivering, hvis ikke for nogle betydelige begrænsninger.
”En af de største udfordringer er at fremstille DNA,” siger Ulrich Keizer, professor i anvendt fysik ved Cambridge University. - De novosyntesen af DNA-molekyler med givne sekvenser af basiseenheder er temmelig lang, meget besværlig og kræver anvendelse af enzymer. Men med vores tilgang er det blevet lettere - det er som at bygge en model ud fra LEGO-klodser. Du blander bare ingredienserne, opvarmer og afkøler dem."
Læsning af data, der er gemt i DNA-sekvenser, er også langsom og dyr. Sekventeringsteknologien er nået langt, men den er stadig stærkt afhængig af at fremstille milliarder af kopier af et molekyle for at forstærke signaler fra proteininteraktioner. En alternativ sekventeringsmetode passerer et DNA-molekyle gennem en nanopore og læser sekvensen i realtid baseret på ændringer i ionstrøm, når forskellige basepar går gennem den. Selvom det er billigere og mere effektivt, er det stadig for tidskrævende at læse bits fra en DNA-sekvens på lagringsteknologier.
Forfatterne af det nye værk har udviklet en tilgang, der giver dig mulighed for let og nøjagtigt at læse information ved hjælp af nanoporer og skrive dem ned ved blot at blande stoffer. Nøglen til den nye tilgang er at kontrollere "udglødning" af de klistrede ender af enkeltstrenget DNA. Nukleotidsekvensen i DNA-rygraden er den samme i alle anvendte molekyler, men den komplementære streng, der er biotinyleret, kan indeholde andre baser. Når den komplementære streng biotinyleres, vil den binde til streptavidinmolekyler, hvilket gør det let at detektere ændringen i ionstrøm, når DNA passerer gennem nanoporen. Følgelig registreres tilstedeværelsen af dette stof på en bestemt del af DNA i læseprogrammet som "1", og dets fravær som "0".
Den nye teknologi til skrivning og læsning af information bruger et yderligere enkeltstrenget DNA, der forbliver stikker ud efter funktionalisering, hvilket gør det nemt at slette og omskrive information. Dataene forbliver krypteret af de biotinylerede filamenter, der stikker ud. Dette er muligt, fordi kun en person, der kender sekvensen for de klæbrige ender af enkeltstrenget DNA, vil vide, hvilken sekvens den komplementære streng, der er knyttet til streptovidin, skal have for at have sekvensen af nuller og dem opnået ved nanoporesekvensbestemmelse. Nu planlægger forskerne at opskalere teknologien til at eksperimentere med andre stoffer end streptovidin for at forbedre effektiviteten af processerne til registrering og sletning af information.
Forfatter: Nikita Shevtsev
Salgsfremmende video: