Cercetătorii de la laboratorul Cavendish de la Universitatea din Cambridge au anunțat crearea unei metode care va permite stocarea datelor criptate în molecule de ADN, precum și rescrierea. Oamenii de știință au vorbit despre acest lucru în revista Nano Letters.
Cercetătorii de la laboratorul Cavendish de la Universitatea din Cambridge au anunțat crearea unei metode care va permite stocarea datelor criptate în molecule de ADN, precum și rescrierea. Oamenii de știință au vorbit despre acest lucru în revista Nano Letters.
Ideea de a stoca informații folosind codul genetic este de a sintetiza molecule lungi de ADN cu secvențe individuale de blocuri de bază. Densitatea de înregistrare a datelor, obținută în acest fel, este de ordinul mărimii mai mare decât în tehnologiile magnetice sau în stare solidă, iar timpul de stocare ajunge la mii, nu la zeci de ani. Durabilitatea și densitatea datelor ADN ar fi utile în special pentru arhivare, dacă nu pentru anumite limitări semnificative.
„Una dintre cele mai mari provocări este crearea ADN-ului”, spune Ulrich Keizer, profesor de fizică aplicată la Universitatea Cambridge. - Sinteza de novo a moleculelor de ADN cu secvențe date de unități de bază este destul de lungă, foarte laborioasă și necesită utilizarea enzimelor. Dar, cu abordarea noastră, a devenit mai ușor - este ca și cum ai construi un model din cărămizi LEGO. Doar amestecați ingredientele, încălziți-le și răciți-le."
Citirea datelor stocate în secvențe ADN este, de asemenea, lentă și costisitoare. Tehnologia de secvențiere a parcurs un drum lung, dar încă se bazează foarte mult pe realizarea a miliarde de copii ale unei molecule pentru a amplifica semnalele din interacțiunile proteice. O metodă alternativă de secvențiere trece o moleculă de ADN printr-un nanopore și citește secvența în timp real bazată pe modificări ale curentului ionic pe măsură ce diferite perechi de baze trec prin ea. Deși este mai ieftin și mai eficient, citirea biților dintr-o secvență ADN în acest fel consumă prea mult timp pentru tehnologiile de stocare.
Autorii noii lucrări au dezvoltat o abordare care vă permite să citiți cu ușurință și cu exactitate informațiile folosind nanopore și să le scrieți prin simpla amestecare a substanțelor. Cheia noii abordări este de a controla „recoacerea” capetelor lipicioase ale ADN-ului monocatenar. Secvența de nucleotide din coloana vertebrală a ADN-ului este aceeași în toate moleculele utilizate, dar catena complementară care este biotinilată poate conține alte baze. Când catena complementară este biotinilată, se va lega de moleculele de streptavidină, ceea ce face ușor să detecteze modificările curentului ionic pe măsură ce ADN-ul trece prin nanopore. În consecință, prezența acestei substanțe pe o anumită parte a ADN-ului este înregistrată în programul de citire ca „1”, iar absența acesteia ca „0”.
Noua tehnologie pentru scrierea și citirea informațiilor folosește un ADN suplimentar monocatenar, care rămâne lipitor după funcționalizare, ceea ce facilitează ștergerea și rescrierea informațiilor. Datele rămân criptate de filamentele biotinilate. Acest lucru este posibil deoarece numai cineva care cunoaște secvența capetelor lipicioase ale ADN-ului monocatenar va ști ce secvență trebuie să aibă șuvița complementară legată de streptovidină pentru a avea secvența de zerouri și cele obținute prin secvențiere nanopore. Acum, cercetătorii intenționează să extindă tehnologia, să experimenteze cu alte substanțe decât streptovidina pentru a îmbunătăți eficiența proceselor de înregistrare și ștergere a informațiilor.
Autor: Nikita Shevtsev
Video promotional:
