Ученые создали биоустройство для записи данных
Команда исследователей из Гарвардского университета разработала новый метод записи информации в генетический код живых клеток бактерий.
Ученые успешно внедрили в ДНК 100 байт информации, однако уверяют, что это не предел: уже известные бактерии могут хранить до 3000 байт, а искусственно синтезированные — во много раз больше, сообщает ZME Science.
Хранение информации в ДНК не является новой идеей. Этим уже миллионы лет занимается сама природа, да и люди ставят подобные эксперименты не впервые.
К примеру, исследователи из Вашингтонского университета (Сиэтл, США) показали, что можно изготовить ДНК в лаборатории и записать в нее любую информацию. Чтобы доказать это, они закодировали в нити макромолекулы целую книгу и несколько изображений.
Сейчас же ученые представили синтез естественного и лабораторного методов.
— Вместо того, чтобы синтезировать ДНК и резать его в живой клетке, мы хотели проверить, можно ли использовать природные механизмы записи информации непосредственно в геном клетки бактерии так, чтобы она копировалась и передавать последующим поколениям, — отметил один из авторов исследования Сет Шипман.
Для этого команда использовала иммунный ответ, используемый некоторыми бактериями, защитить себя от вирусов, так называемую CRISPR/Cas-систему. Когда бактерии атакуют вирусы, они физически вырезают сегмент ДНК захватчиков и вставляют его в специальный участок собственного генома.
Таким образом, если тот же вирус атакует снова, бактерии могут идентифицировать его и реагировать соответствующим образом. Кроме того, клетка оставляет эту информацию своему потомству, передавая вирусный иммунитет будущим поколениям.
Генетики обнаружили, что если ввести часть генетических данных, которая выглядит как ДНК вируса, в колонию бактерий с CRISPR/Cas-системой, они включат информацию в свой генетический код. Более того, бактерии хранят записи иммунной системы последовательно, что очень удобно.
Если бы новая информация просто хранилась в случайном порядке, это уже не было бы столь информативным,- говорит Шипман. — Вам пришлось бы делать метки на каждой части информации, чтобы знать, когда она была введена в клетку.
Одна из проблем, с которой столкнулась команда исследователей, заключается в том, что не все бактерии записывают каждую нить ДНК, вводимую в культуру.
К примеру, если даже вводить информацию последовательно, допустим, числа от 1 до 5, некоторые бактерии запишут «12345», другие — только «12» или «245» и так далее.
Но Шипман считает, что, поскольку можно быстро генотипировать тысячи и миллионы бактерий в колонии, а данные всегда хранятся последовательно, восстановить полное сообщение все равно можно, даже с учетом этих ошибок.
