Ученые разработали новый способ записывать данные в ДНК. «Биологическая камера» впечатывает в ДНК живых клеток изображения, помеченные штрихкодами для последующего считывания.
ДНК-хранилище
Несмотря на весь научный прогресс человечества, природа все еще значительно превосходит человека в том, что касается хранения данных. ДНК может хранить информацию более эффективно, чем любая система, созданная людьми. 215 миллионов гигабайт данных может поместиться в одном грамме этого вещества. Более того, при правильных условиях ДНК может храниться тысячелетиями. Так что не удивительно, что ученые пытаются найти способы записывать информацию на ДНК.
Проблема заключается в том, что ДНК сложно синтезировать искусственно. Такая ДНК может быть хрупкой, что затрудняет ее использование в больших масштабах. Но теперь ученые Национального университета Сингапура (NUS) разработали многообещающую технологию, которая решает эти проблемы.
Как это работает?
По словам ученых, технология работает как биологическая версия цифровой камеры. Разработчики назвали метод «BacCam».
«Представьте ДНК в клетке как неотснятую фотопленку. Используя оптогенетику - технику, которая позовляет управлять активностью клеток при помощи света - нам удалось “запечатлеть” изображения путём впечатывания световых сигналов на “ДНК-плёнку”», - поясняет доцент По Чуэ Лоо, главный автор исследования.
Лазеры красного и синего света используются для редактирования генома в специально сконструированных бактериях. Это позволяет кодировать данные на их ДНК. Для последующего считывания данные помечаются методом штрихкодирования. Считать их можно с использованием алгоритмов машинного обучения.
В ходе тестов команда показала, что технология BacCam может использоваться для записи нескольких изображений одновременно. Важно отметить, что бактерии используются не просто так. По словам ученых намного проще и дешевле использовать живые бактерии, чем синтезировать искусственную ДНК с нуля.
«Используя ДНК и оптогенетические схемы, мы создали первую “живую цифровую камеру”, которая предлагает экономичный и эффективный подход к хранению данных в ДНК. Наша работа не только исследует способы хранения данных в ДНК, но и пересматривает существующие технологии записи данных в биологическую структуру. Мы надеемся, что это заложит основу для дальнейших инноваций в области записи и хранения информации», - говорит По.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
