Az emberiség története során az emberek mindenféle adattároló rendszerrel találkoztak - a finom és vésett feliratoktól a merevlemezekig és kompakt lemezekig. De mindegyikben van egy közös dolog: Egy bizonyos ponton leromlanak.
Ez az oka annak, hogy a kutatók arra törekedjenek, hogy tartósabb adattárolókat találjanak, mint például a gyémántok és akár a DNS. Most, először - írja Gina Kolata a The New York Times-ban, a tudósok egy rövid filmet kódolnak az élő sejtek DNS-ébe a CRISPR – Cas génszerkesztő módszerrel - ez egy lépés, amely az egészségügyi adatok celluláris rögzítéséhez vezethet. Eredményeiket a héten a Nature folyóiratban tették közzé .
A DNS-adatok tárolásának mögött meghúzódó koncepció viszonylag egyszerű. Miközben a digitális fájlokat alapvetően a 0 és 1 számú sorozat rögzítésével tárolják, a DNS ugyanazokat az adatokat tárolhatja, az információt négy nukleáris bázisába - A, G, C és T - kódolva.
Ahogy a Robert Service a Science tudósításában közli, a tudósok éppen ezt tették 2012 óta, amikor a genetikusok először 52 000 szavas könyvet kódoltak a DNS-be. Bár a technológia kezdetben nem hatékony, az idő múlásával a technológia tovább fejlődött. Márciusban egy kutatók egy csoportja arról számolt be, hogy hat fájlt kódolt, köztük egy számítógépes operációs rendszert és egy filmet a szintetikus DNS-részletekbe.
Ennek a legújabb tanulmánynak a kutatói az Eadweard Muybridge brit fotográfus által 1878-ban felvett filmet vágtató lóról, az egyik első mozgókép, amelyet valaha rögzítettek, hogy megpróbálják kitalálni, vajon a futó lovak mindhárom lábánál vannak-e a talaj.
A kutatók a CRISPR-Cas rendszert használták a DNS átvitelére a baktériumokba. Ez a rendszer kihasználja a baktériumok immunválaszának erejét, hogy megváltoztassa a baktériumok DNS-ét - magyarázza Ian Sample a The Guardian számára . Amikor a vírusok betörnek, a baktériumok enzimeket bocsátanak ki, hogy levágják a vírus genetikai kódját. És beépíti a vírus DNS-fragmenseit a saját struktúrájába, hogy emlékezzen a betolakodóra a jövőbeli támadások esetén. A tudósok manipulálhatják ezt a rendszert, ellenőrizve, hogy melyik DNS-bitek vonják be a baktérium genomját.
A kutatók létrehoztak egy szintetikus DNS-szálat, amely a videó öt képkocka blokkját és egy kézképét tartalmazza - a nucelobázisok betűi, amelyek az egyes képek pixeleinek árnyékát és helyzetét képviselik. "A tudósok ezután táplálták a DNS szálait az E. coli baktériumba" - írja a minta. "A hibák a DNS-csíkokat úgy kezelték, mint a betörő vírusok, és kötelességteljesen hozzáadták őket saját genomjukhoz."
„A lóképeket kódoló anyagot egy képkockánként szállítottuk.” - Seth Shipman, a harvard idegtudós orvosa, a tanulmány első szerzője mondja a Sample-nak. „Aztán, amikor szekvenáltuk a baktériumokat, megnéztük, hol vannak a keretek a genomban. Ez megmondta nekünk a keretek megjelenésének sorrendjét. "
A minták szerint a kutatók lehetővé tették a baktériumok egy hétig történő szaporodását, és a DNS-t sok generáción keresztül továbbították. Amikor a baktériumok genomját szekvenálták, képesek voltak a kódolt képeket 90 százalékos pontossággal rekonstruálni.
Habár jó lenne, ha a Gyűrűk Urának trilógiája egy napon kódolódik a DNS-ben, Shipman azt mondja Kolata-nak, hogy ez nem igazán a jelen kutatás lényege. Ehelyett azt reméli, hogy a technika molekuláris felvevőkhöz vezethet, amelyek idővel adatokat gyűjthetnek a sejtekből.
"Szeretnénk a sejteket történészekké alakítani" - mondja Shipman egy sajtóközleményben. "Olyan biológiai memória rendszert képzelünk el, amely sokkal kisebb és sokoldalúbb, mint a mai technológiák, és amely sok eseményt idővel nem behatoló módon követ fel."
Végül Shipman reméli, hogy a technikát felhasználja az agy fejlődésének tanulmányozására. Ahelyett, hogy képalkotó technikákkal vagy műtétekkel megfigyelni próbálnák az agysejteket, ezek a molekuláris felvevők idővel adatokat gyűjtenek az agy minden sejtjéről, amelyet a kutatók dekódolhatnak.
De ez a nap még mindig távol van, és a jelenlegi kutatás csak a koncepció bizonyítéka. "Ez azt mutatja, hogy be tudjuk szerezni az információkat, kinyerhetjük az információkat, és megértjük, hogyan működik az időzítés is" - mondja Shipman a Sample-nek.
Míg a Shipman az egészségre összpontosít, a tech világ a DNS-vizsgálatokat is figyelembe veszi. Antonio Regalado a MIT Technology Review-nál arról számol be, hogy májusban a Microsoft bejelentette, hogy fejleszt egy DNS-tárolóeszközt, és reméli, hogy annak valamilyen verziója az évtized végére működőképes lesz. A DNS-tárolás előnyei nyilvánvalóak - jelentette ki a Regalado. A DNS nemcsak ezerszer hosszabb ideig tart, mint egy szilíciumkészülék, hanem kvintill bájtnyi adatot is képes tárolni egy köbméter milliméterben. Minden eddig készített filmet egy cukorkockanél kisebb eszközön lehet tárolni. A lépés végül véget vethet a hatalmas, energiaigényes adatközpontok napjának, amelyektől a nagyszerű irodalomtól a nyaralásfotókig mindenre nyomon lehet követni.
