DNA slaat gegevens op in bits na epigenetische upgrade
DNA slaat gegevens op in bits na epigenetische upgrade
DNA is The Prefered Data Storage of Humanity . Tough and compact, it is so information-tight that a gram of enough data for 10 million hours of high-resolution Video kan besparen.
Maar er is altijd ruimte voor verbeteringen.
Een nieuwe methode maakt nu informatie mogelijk om informatie in DNA op te slaan als een binaire code - als dezelfde 0en en 1en die door conventionele computers worden gebruikt. Op een dag kan deze methode goedkoper en sneller zijn dan het coderen van informatie in de volgorde van de bouwstenen, waarvan DNA bestaat uit cellen en de meeste inspanningen om Opslaan van kunstmatig gegenereerde gegevens komt overeen met.
De methode is zo eenvoudig dat 60 vrijwilligers uit verschillende gebieden ze kunnen gebruiken om de tekst van uw keuze op te slaan. At first, many of them did not believe that the technology would work, says Long Qian, a computer-aided synthetic biologist at Beijing University in Beijing and an author of the study 1 that describes the technology.
"Toen ze de reeks zagen en de juiste tekst terug kregen, begonnen ze te geloven dat ze het daadwerkelijk konden doen", legt ze uit. De studie is vandaag in Nature gepubliceerd.
korte opslag
Deze technologie is slechts een van de vele Alternatief Alternatief Alternatief "https://www.nature.com/articles/D41586-019-01040-W" Data-track = "Click" dat-label = "https://www.nature.com/artics/d41586-019-01040-W" Data Track Category = "Body Tekst Link"> Elektronische geheugen-opties? de wereld. "We bereiken fysieke grenzen", zegt Nicholas Guise, een natuurkundige bij het Georgia Tech Research Institute in Atlanta. "En we maken constant meer gegevens."
De enorme opslagcapaciteit van DNA maakt het een aantrekkelijk alternatief. In addition, DNA, if it is protected from moisture and Ultraviolet licht, overleven honderdduizenden jaren .
De meest voor de hand liggende manier om informatie in DNA op te slaan, is door de gegevens in de DNA -sequentie in te voegen, een proces dat vereist dat een DNA -streng helemaal opnieuw wordt gesynthetiseerd. Deze aanpak is traag en vele ordes van grootte dan elektronische gegevensopslag, legt Albert Keung uit, een synthetische bioloog aan de North Carolina State University in Raleigh.
Om een meer kosteneffectieve, snellere manier te ontwikkelen, wendden Qian en hun collega's zich tot de "Epigenom" -een verscheidenheid aan moleculen die cellen gebruiken om de genetische activiteit te regelen zonder de DNA-sequentie zelf te wijzigen. Bijvoorbeeld worden om hun functie te wijzigen.
Qian en haar collega's ontwikkelden een systeem waarin een aantal korte, geprefabriceerde DNA "bouwstenen"-met of zonder methylgroepen-kunnen worden toegevoegd aan een reactievat om een groeiend DNA-streng te vormen met de juiste binaire code. Om de gegevens op te roepen, de onderzoekers One DNA-sequencing-technologie , welke kan de methylgroepen in de DNA Strand. Resultaten kunnen worden geïnterpreteerd als een binaire code, waarbij de aanwezigheid van een methylgroep 1 en het ontbreken van 0 overeenkomt.
panda portret in DNA
Aangezien de technologie vooraf gemaakte DNA-fragmenten wordt gebruikt, kan deze verder worden geoptimaliseerd om massaproductie mogelijk te maken, zegt Ketung. Dit zou het veel goedkoper maken dan de synthese van een op maat gemaakte DNA-streng voor elk te bewaren informatie. Volgens Ketung zal de volgende stap zijn om te zien hoe goed het systeem kan worden geschaald om grote gegevensrecords tegemoet te komen.
Als een stap in deze richting gecodeerd en de instructies lezen om een foto te maken van een tijger uit de Han -dynastie in het oude China en een gekleurd beeld van een panda in weelderig groen. De foto's werden gecodeerd in bijna 270.000 1 en 0en, of "bits".
Op dit moment moet het veld de kosten verlagen voordat het kan concurreren met elektronische gegevensopslag, zegt Guise. "DNA -opslag heeft een lange weg om een lange weg te helpen voordat het commercieel relevant kan zijn", zegt hij. "Maar er is behoefte aan verstorende technologie."
- >
-
zhang, C. et al. Nature 634, 824–832 (2024).