Вчені «програмують» живі бактерії для зберігання даних

Перспективи тисячократно ущільнити запис і зберігати цілісність даних завдяки самовідтворення інформації в генах змушують вчених шукати можливість запису даних в ДНК. На цьому шляху вже зроблені перші цікаві кроки і буде зроблено ще чимало відкриттів. Свій внесок в загальну справу внесли вчені з Колумбійського університету в США, які запропонували просту систему прямого запису даних з комп’ютера безпосередньо в геном бактерій.

Традиційні методи запису інформації в ДНК припускають кодування одиниць і нулів файлу даних у вигляді комбінації чотирьох азотистих основ: аденіну, гуаніну, цитозину і тиміну. Зазвичай довжина закодованих послідовностей не перевищує 200 або 300 підстав (фрагментів), оскільки інакше страждає точність штучного синтезу ДНК. Читання відбувається в процесі секвенування закодованих послідовностей. Вартість такого процесу кодування і декодування досягає $ 3500 за Мбіт. До того ж послідовності з часом деградують і втрачають інформацію. Виходить дорого і ненадійно.

Дослідники з Колумбійського університету ще в 2017 році методом CRISPR змогли відредагувати ДНК плазміди кишкової палички (Escherichia coli) так, що ті змогли розпізнавати і запам’ятовувати потрапляння цукрової фруктози в клітини бактерій. У складі ДНК бактерій цей модифікований елемент міг зберігати 0 або 1 в залежності від того, подавалася в розчин з бактеріями фруктоза чи ні. Фактично фруктоза кодувала ділянку ДНК. Ці дані вчені могли витягти в процесі секвенування ДНК бактерій в будь-який зручний для себе час, оскільки дані — ділянку ДНК із закодованою інформацією — передавалися в колонії бактерій в процесі розмноження від одного покоління до іншого. У новому дослідженні, про яке вчені повідомили в недавньому виданні журналу Nature Chemical Biology, дослідники змогли створити умови для запису 72 бітів даних в ДНК.

В плазміди живих бактерій E. coli була записана закодована фраза «Hello world!», Яку потім успішно прочитали після секвенування ДНК живих бактерій. Таким чином, дані кодувалися прямо з ПК в ДНК живих бактерій без штучного синтезу ДНК. По крайней мере, економія з’явилася на етапі синтезу. Джерело