Istraživači iz laboratorija Cavendish na Sveučilištu u Cambridgeu najavili su stvaranje metode koja će omogućiti da se šifrirani podaci pohranjuju u molekuli DNK, kao i ponovo prepišu. Znanstvenici su o tome razgovarali u časopisu Nano Letters.
Istraživači iz laboratorija Cavendish na Sveučilištu u Cambridgeu najavili su stvaranje metode koja će omogućiti da se šifrirani podaci pohranjuju u molekuli DNK, kao i ponovo prepišu. Znanstvenici su o tome razgovarali u časopisu Nano Letters.
Ideja pohrane podataka pomoću genetskog koda je sintetiziranje dugih molekula DNA s pojedinačnim nizovima osnovnih blokova. Gustoća snimanja podataka, koja se postiže na ovaj način, narednih je veličine veća nego u postojećim magnetskim ili krutim tehnologijama, a vrijeme pohrane doseže tisuće, a ne desetine godina. Trajnost i gustoća DNK podataka bili bi posebno korisni za arhiviranje, ako ne zbog nekih značajnih ograničenja.
"Jedan od najvećih izazova predstavlja stvaranje DNK", kaže Ulrich Keizer, profesor primijenjene fizike na Sveučilištu Cambridge. - De novo sinteza molekula DNA s zadanim sekvencama osnovnih jedinica je prilično duga, vrlo naporna i zahtijeva upotrebu enzima. Ali s našim pristupom postalo je lakše - to je poput izrade modela od LEGO cigle. Samo pomiješate sastojke, zagrijte ih i ohladite."
Čitanje podataka pohranjenih u nizovima DNK je također sporo i skupo. Tehnologija sekvenciranja prešla je dug put, ali se i dalje uvelike oslanja na stvaranje milijardi kopija molekula kako bi se pojačali signali iz interakcija s proteinima. Alternativna metoda sekvenciranja prolazi DNK molekulu kroz nanopore i čita redoslijed u stvarnom vremenu na temelju promjena u ionskoj struji dok kroz njega prolaze različiti parovi baza. Iako je jeftinije i učinkovitije, čitanje bita iz DNK sekvence na ovaj način još uvijek zahtijeva previše vremena za tehnologije pohrane.
Autori novog rada razvili su pristup koji vam omogućuje jednostavno i točno čitanje informacija pomoću nanopora i zapisivanje njima jednostavnim miješanjem tvari. Ključ novog pristupa je kontrola "žarenja" ljepljivih krajeva jednolančane DNK. Nukleotidna sekvenca u kralježnici DNA ista je u svim korištenim molekulama, ali komplementarni lanac koji je biotiniliran može sadržavati druge baze. Kad se komplementarni lanac biotinilira, veže se za molekule streptavidina, olakšavajući otkrivanje promjena u ionskoj struji dok DNK prolazi kroz nanopore. Prema tome, prisutnost ove tvari na određenom dijelu DNA bilježi se u programu za čitanje kao "1", a njezina odsutnost kao "0".
Nova tehnologija pisanja i čitanja informacija koristi dodatni jednolančani DNK koji ostaje strpljiv nakon funkcionalizacije, što olakšava brisanje i ponovno pisanje informacija. Podaci ostaju šifrirani tako da strše biotinilirani filamenti. To je moguće, jer samo onaj tko poznaje redoslijed ljepljivih krajeva jednolančane DNK, znati će koji slijed mora imati komplementarni lanac povezan sa streptovidinom da bi imao slijed nula i one dobivene nanoporednim sekvenciranjem. Sada istraživači planiraju povećati tehnologiju, eksperimentirati s drugim tvarima osim streptovidina kako bi poboljšali učinkovitost procesa snimanja i brisanja informacija.
Autor: Nikita Shevtsev
Promotivni video: