dna
58

Naukowcy zapisali gif galopującego konia w DNA żywej bakterii

Ostatnio wiele się mówi o wartości informacji. Mamy mocne komputery i możemy przetwarzać duże zbiory danych w celu pozyskiwania wartościowych informacji, a to może np. dać jakiejś firmie ogromną przewagę nad konkurencją, ponieważ wartość płynąca z Big Data jest nie do przecenienia. Skoro żyjemy w erze informacji i dostrzegamy w nich coraz większą wartość oraz dążymy do tworzenia coraz większych zbiorów, to pewnie nikt nie będzie miał nic przeciwko alternatywnym sposobom ich przechowywania, które mogą być bardzo obiecujące?

Uniwersytet Harvarda, CRISPR, bakteria E. coli, galopujący koń – to dopiero mieszanka!

No dobrze, to co z tą informacją? Jest coś nowego w temacie? A no jest! Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda wykorzystali system CRISPR do zakodowania informacji ze zdjęciami, a nawet gifem galopującego konia, w żywych bakteriach Escherichia coli (pałeczka okrężnicy). W tym celu oczywiście wykorzystano DNA, które jest genialną alternatywą dla np. twardych dysków wykorzystywanych w komputerach – 1 gram DNA może posłużyć do przechowania 214 petabajtów danych.

System będący mechanizmem odpornościowym bakterii, za pomocą którego może ona precyzyjnie „wycinać” z DNA wirusa (który ją zaatakował) fragmenty, po to żeby je przechowywać i w przyszłości wykorzystywać jako skuteczną metodę obrony przed kolejnymi atakami, to CRISPR, czyli Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Skoro bakterie posiadają tak świetne narzędzia do cięcia DNA, to czemu mielibyśmy z tego nie skorzystać? Nie ma ku temu żadnych powodów, dlatego ludzkość pożyczyła sobie to rozwiązanie. Źródło.

Fragmenty DNA zawierające informacje, których autorem jest człowiek, stają się częścią żywych bakterii. Taka informacja jest kopiowana do kolejnych pokoleń bakterii i może zostać bez trudu odczytana – z ok. 90% dokładnością. To nie tylko puste słowa, naukowcy faktycznie wstawili gif z galopującym koniem (autorem zdjęć jest Eadweard Muybridge) do genomu bakterii, a następnie go odczytali z późniejszych pokoleń.

gif-kon

Adenina, cytozyna, guanina, tymina lub zero i jeden…

Jeżeli jakaś informacja jest zakodowana w postaci nukleotydów (A, C, G, T), które się ze sobą łączą w pary, to równie dobrze można to przetłumaczyć na coś innego… na przykład jedna para to zero, a druga to jeden. W ten sposób mamy preferowany przez komputery kod binarny. Po co w ogóle decydować się na tyle zachodu i przechowywać informacje za pomocą nośnika, jakim jest kwas deoksyrybonukleinowy? Choćby dlatego, że zajmuje mało miejsca, a potrafi przechować sporo informacji i ma potencjał do trzymania naszych danych przez setki tysięcy lat.

Gify w DNA są imponujące, jednak nie o to chodziło naukowcom

Przechowywania informacji wizualnej to tylko trening, który ma pozwolić na coś znacznie bardziej… istotnego dla ludzi. Jeff Nivala tłumaczy, że zależy mu na zamienianiu ludzkich neuronów w biologiczne urządzenia do nagrywania. Eksperyment z E. coli miał tylko pokazać, że CRISPR pozwala na tego typu rzeczy. Współautor pracy pragnie wykorzystywać komórki do gromadzenia informacji na swój temat i przechowywania tych informacji w genomie, po to żeby badacze mogli to później odczytywać. Tego typu pomysł jest określany jako „molecular ticker tape”, a wpadł na to George Church. Z kolei Jeff Nivala jest przekonany o tym, że jest to zadanie właśnie dla systemu CRISPR.

Źródło 1, 2