Raziskovalci iz laboratorija Cavendish na Univerzi v Cambridgeu so napovedali oblikovanje metode, ki bo omogočila shranjevanje šifriranih podatkov v molekulah DNK in jih tudi prepisala. Znanstveniki so o tem spregovorili v reviji Nano Letters.
Raziskovalci iz laboratorija Cavendish na Univerzi v Cambridgeu so napovedali oblikovanje metode, ki bo omogočila shranjevanje šifriranih podatkov v molekulah DNK in jih tudi prepisala. Znanstveniki so o tem spregovorili v reviji Nano Letters.
Ideja shranjevanja informacij z uporabo genetskega koda je sintetiziranje dolgih molekul DNK s posameznimi zaporedji osnovnih blokov. Gostota snemanja podatkov, ki jo dosežemo na ta način, je za velikost večja kot pri obstoječih magnetnih ali trdnih tehnologijah, čas shranjevanja pa doseže na tisoče, ne na deset let. Trajnost in gostota podatkov DNK bi bila še posebej koristna za arhiviranje, če ne za nekatere pomembne omejitve.
"Eden največjih izzivov je ustvarjanje DNK," pravi Ulrich Keizer, profesor uporabne fizike na univerzi Cambridge. - De novo sinteza molekul DNK z danimi zaporedji osnovnih enot je precej dolga, zelo naporna in zahteva uporabo encimov. Toda z našim pristopom je postalo lažje - to je kot izdelava modela iz opeke LEGO. Sestavine samo pomešaš, segreješ in ohladiš."
Branje podatkov, shranjenih v zaporedjih DNK, je tudi počasno in drago. Tehnologija sekvenciranja je že daleč, vendar se še vedno močno zanaša na izdelavo milijardnih kopij molekule, da ojača signale iz beljakovinskih interakcij. Alternativna metoda sekvenciranja prenaša molekulo DNK skozi nanopore in bere zaporedje v realnem času na podlagi sprememb ionskega toka, ko skozi njo prehajajo različni bazni pari. Čeprav je cenejše in učinkovitejše, je branje bitov iz zaporedja DNK na ta način še vedno zamudno za shranjevanje tehnologij.
Avtorji novega dela so razvili pristop, ki vam omogoča enostavno in natančno branje informacij z uporabo nanopore in zapisovanje s preprostim mešanjem snovi. Ključ novega pristopa je nadzor nad "žarenjem" lepljivih koncev enoverižne DNK. Nukleotidno zaporedje v hrbtenici DNA je enako pri vseh uporabljenih molekulah, vendar lahko komplementarni niz, ki je biotiniran, vsebuje druge baze. Ko se komplementarni pramen biotinilira, se bo vezan na molekule streptavidina, kar bo olajšalo zaznavanje sprememb ionskega toka, ko DNK prehaja skozi nanopore. V skladu s tem je prisotnost te snovi na določenem delu DNK v bralnem programu zabeležena kot "1", njena odsotnost pa kot "0".
Nova tehnologija za pisanje in branje informacij uporablja dodatno enojno DNK, ki ostane še naprej po funkcionalizaciji, kar omogoča enostavno brisanje in ponovno zapisovanje informacij. Podatki ostanejo šifrirani, ker izstopajo biotinilirani nitki. To je mogoče, ker le nekdo, ki pozna zaporedje lepljivih koncev enoverižne DNK, bo vedel, kakšno zaporedje mora imeti komplementarni niz, povezan s streptovidinom, da ima zaporedje ničel in tistih, dobljenih z nanopornim zaporedjem. Zdaj raziskovalci načrtujejo razširitev tehnologije, eksperimentiranje s snovmi, ki niso streptovidin, da bi izboljšali učinkovitost postopkov snemanja in brisanja informacij.
Avtor: Nikita Shevtsev
Promocijski video: