Forskare från Cavendish Laboratory vid University of Cambridge meddelade skapandet av en metod som gör det möjligt att lagra krypterad data i DNA-molekyler och skriva om. Forskare talade om detta i tidskriften Nano Letters.
Forskare från Cavendish Laboratory vid University of Cambridge meddelade skapandet av en metod som gör det möjligt att lagra krypterad data i DNA-molekyler och skriva om. Forskare talade om detta i tidskriften Nano Letters.
Idén med att lagra information med hjälp av genetisk kod är att syntetisera långa DNA-molekyler med individuella sekvenser av basblock. Dataregistreringsdensiteten, som uppnås på detta sätt, är ordningsföljd högre än i befintlig magnetisk eller fast tillståndsteknologi, och lagringstiden når tusentals, inte tiotals år. Hållbarheten och densiteten för DNA-data skulle vara särskilt användbar för arkivering, om inte för några betydande begränsningar.
"En av de största utmaningarna är att göra DNA," säger Ulrich Keizer, professor i tillämpad fysik vid Cambridge University. - De novosyntesen av DNA-molekyler med givna sekvenser av basenheter är ganska lång, mycket besvärlig och kräver användning av enzymer. Men med vår metod har det blivit enklare - det är som att bygga en modell från LEGO-tegelstenar. Du blandar bara ingredienserna, värmer och kyler dem."
Läsning av data lagrade i DNA-sekvenser är också långsam och dyr. Sekvenseringstekniken har kommit långt, men den förlitar sig fortfarande mycket på att göra miljarder kopior av en molekyl för att förstärka signaler från proteininteraktioner. En alternativ sekvenseringsmetod passerar en DNA-molekyl genom en nanopore och avläser sekvensen i realtid baserat på förändringar i jonström när olika baspar passerar genom den. Även om det är billigare och mer effektivt, är läsning av bitar från en DNA-sekvens på detta sätt fortfarande för tidskrävande för lagringsteknologier.
Författarna till det nya arbetet har utvecklat en strategi som gör att du enkelt och exakt kan läsa information med hjälp av nanoporer och skriva ner den genom att helt enkelt blanda ämnen. Nyckeln till den nya metoden är att kontrollera "glödgningen" av de klibbiga ändarna av enkelsträngat DNA. Nukleotidsekvensen i DNA-ryggraden är densamma i alla använda molekyler, men den komplementära strängen som är biotinylerad kan innehålla andra baser. När den komplementära strängen är biotinylerad kommer den att binda till streptavidinmolekyler, vilket gör det enkelt att upptäcka förändringen i jonström när DNA passerar genom nanoporen. Följaktligen registreras närvaron av detta ämne på en viss del av DNA i läseprogrammet som "1" och dess frånvaro som "0".
Den nya tekniken för att skriva och läsa information använder ett ytterligare enkelsträngat DNA som förblir sticker ut efter funktionalisering, vilket gör det enkelt att radera och skriva om information. Uppgifterna förblir krypterade av de biotinylerade filamenten som sticker ut. Detta är möjligt eftersom bara någon som känner till sekvensen för de klibbiga ändarna av enkelsträngat DNA kommer att veta vilken sekvens den komplementära strängen som är kopplad till streptovidin måste ha för att få sekvensen med ena och nollor erhållna genom nanoporesekvensering. Nu planerar forskarna att skala upp tekniken, att experimentera med andra ämnen än streptovidin för att förbättra effektiviteten i processerna för registrering och radering av information.
Författare: Nikita Shevtsev
Kampanjvideo:
