A Cambridge-i Egyetem Cavendish laboratóriumának kutatói bejelentették egy módszer létrehozását, amely lehetővé teszi a titkosított adatok tárolását a DNS-molekulákban, valamint az újraírást. A tudósok erről beszélt a Nano Letters folyóiratban.
A Cambridge-i Egyetem Cavendish laboratóriumának kutatói bejelentették egy módszer létrehozását, amely lehetővé teszi a titkosított adatok tárolását a DNS-molekulákban, valamint az újraírást. A tudósok erről beszélt a Nano Letters folyóiratban.
Az információ genetikai kód felhasználásával történő tárolásának célja az, hogy hosszú DNS molekulákat szintetizáljon az alapvető blokkok egyedi szekvenciáival. Az ilyen módon elért adatrögzítési sűrűség nagyságrenddel nagyobb, mint a meglévő mágneses vagy félvezető technológiáknál, és a tárolási idő több ezer, nem pedig tíz év. A DNS-adatok tartóssága és sűrűsége különösen akkor lenne hasznos az archiváláshoz, ha nem, néhány jelentős korlátozás esetén.
„Az egyik legnagyobb kihívás a DNS előállítása” - mondja Ulrich Keizer, a Cambridge University alkalmazott fizika professzora. - A DNS-molekulák de novo szintézise az alapvető egységek adott szekvenciáival meglehetősen hosszú, nagyon fárasztó és enzimeket igényel. De megközelítésünkkel könnyebbé vált - olyan, mintha egy modellt építenénk a LEGO téglából. Csak összekeverjük az összetevőket, melegítjük és lehűtjük."
A DNS-szekvenciákban tárolt adatok olvasása szintén lassú és költséges. A szekvenálási technológia hosszú utat tett meg, de továbbra is nagymértékben támaszkodik egy molekula milliárd példányának elkészítésére a fehérje kölcsönhatásokból származó jelek megerősítésére. Egy alternatív szekvenálási módszer egy DNS-molekulát egy nanoporán áthalad és valós időben beolvassa a szekvenciát az ionáram változásai alapján, ahogy különböző bázispárok haladnak rajta. Noha olcsóbb és hatékonyabb, a DNS-szekvenciabitek ilyen módon történő leolvasása továbbra is túl időigényes a tárolási technológiák számára.
Az új munka szerzői olyan megközelítést fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi az információk könnyű és pontos leolvasását nanoporák segítségével, és az anyagok összekeverésével írhatók le. Az új megközelítés kulcsa az egyszálú DNS ragacsos végeinek „lágyításának” ellenőrzése. A nukleotid szekvencia a DNS gerincében azonos az összes felhasznált molekula esetében, de a biotinilezett komplementer szál tartalmazhat más bázisokat is. Amikor a komplementer szál biotinilálva van, akkor megkötheti a streptavidin molekulákat, megkönnyítve ezzel az ionáram változásának észlelését, amikor a DNS áthalad a nanoporán. Ennek megfelelően az anyag jelenlétét a DNS egy bizonyos részén az olvasási programban "1" -ként és hiányát "0" -ként rögzítik.
Az információírás és -olvasás új technológiája egy további egyszálú DNS-t használ, amely a funkcionalizálás után továbbra is kilóg, ami megkönnyíti az információk törlését és újraírását. Az adatok titkosítva maradnak a kilépő biotinilált szálakkal. Ez azért lehetséges, mert csak valaki, aki ismeri az egyszálú DNS ragacsos végeinek szekvenciáját, tudja, milyen szekvenciának kell lennie a streptovidinnel kapcsolt komplementer szálnak annak érdekében, hogy a szekvenciák és nullák szekvenciája nanoporos szekvenálással nyerhető legyen. A kutatók most a technológia kiterjesztését tervezik, és a sztreptovidintől eltérő anyagokkal kísérleteznek az információk rögzítésére és törlésére szolgáló folyamatok hatékonyságának javítása érdekében.
Szerző: Nikita Shevtsev
Promóciós videó: