Каждая клетка вашего организма содержит в себе подробнейший “чертеж”, на основании которого вас можно воссоздать, по крайней мере, на аппаратном уровне. Швейцарские ученые предлагают подарить эту особенность неодушевленным предметам. Команда исследователей Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) создала трехмерные пластиковые модели кроликов, в материал которых встроена синтетическая ДНК с полным описанием этих моделей. Таким образом, вы можете “клонировать” этих кроликов, извлекая из них крохотные кусочки материала и считывая с них чертеж.
Большинство людей думает о ДНК как о некой биологической субстанции внутри наших тел. Отчасти это верно. Но, по сути, ДНК представляет собой носитель информации, превосходящий по качеству любой из придуманных нами электронных носителей. Плотность данных в ДНК настолько высока, что один грамм вещества может вмещать около 215 петабайт (или 215 миллионов гигабайт). А еще ДНК невероятно надежна. В нужных условиях она может просуществовать миллионы лет, не потеряв ни бита.
Клонирование пластиковых кроликов
В рамках своего нового проекта команда ETH решила создать так называемую систему хранения “ДНК вещей”. Идея заключается в том, чтобы дать предметам собственный “геном”, содержащий в себе подробные инструкции для копирования или восстановления. Первым тестовым предметом с ДНК стала трехмерная модель кролика под названием Stanford Bunny.
Сначала команда закодировала чертежи для печати фигуры кролика в молекулы ДНК. Затем эти молекулы запечатали в гранулы диоксида кремния для сохранности. Гранулы с ДНК замешали в термопластичный полимер. Таким образом, получились чернила для 3D-принтера, содержащие в себе бесчисленное множество крошечных ДНК-носителей информации. Затем полимер был использован для печати фигуры кролика с чертежа. На первый взгляд, полученная пластиковая фигурка животного ничем не отличается от обычной игрушки. Но если аккуратно отщипнуть от кролика кусочек пластика и расшифровать ДНК внутри него, можно получить инструкцию для печати других подобных фигур.
Ученые решили проверить, насколько надежно сохраняются данные в чернилах для 3D-принтера. Расшифрованную ДНК из первого пластикового кролика они размножили и снова замешали с полимером. На основе новой партии “чернил” был распечатан кролик второго поколения. Затем эксперимент повторили еще несколько раз. Пластиковые кролики девятого поколения ничем не отличались от кролика первого поколения. Это означает, что информация в ДНК, проходя через множество циклов считывания, перезаписи и переплавки в пластике, не повреждается и сохраняет свою изначальную форму.
Зачем всё это нужно?
“Клонирование” пластиковых кроликов - отличное занятие для карикатурного персонажа в стиле “безумного ученого”. И всё же эти эксперименты довольно важны. Во-первых, они еще раз доказывают надежность ДНК, как носителя информации. Еще никто не пытался заправлять таким материалом 3D-принтеры и печатать им при высокой температуре.
Во-вторых, эксперименты открывают возможности для практического использования ДНК-носителей. Например, этот метод может быть использован, чтобы надежно спрятать огромный архив с информацией внутри какой-нибудь повседневной безделушки, куда никто не догадается заглядывать. Также все медицинские записи пациента можно сохранять внутри его же тела в импланте размером с песчинку.
В более отдаленной перспективе технология может помочь нам создать машины, обладающие способностью к самокопированию. В последнее время разработчики робототехники часто заимствуют решения у живой природы. И синтетическая ДНК для роботов может оказаться одним из самых изящных решений на этом пути.
