قام علماء من جامعة تسينغهوا وجامعة تشجيانغ والأكاديمية الصينية للعلوم بتطوير خوارزمية
استخدم الباحثون في عملهمنظام يتكون من اثنين من البلازميدات. هذه جزيئات DNA صغيرة معزولة عن الكروموسومات وقادرة على التكرار الذاتي. قام العلماء بحقن اثنين من هذه الجزيئات المعدلة بتقنية CRISPR في خلايا الإشريكية القولونية (Escherichia coli).
لضمان كفاءة التسجيل والتخزين وموثوقية إعادة كتابة المعلومات ، استخدم علماء الوراثة العديد من البروتينات المرتبطة بـ CRISPR (Cas) و recombinase. استخدموا جزيئات CRISPR RNA التي تطابق المعلومات الصحيحة للعثور على المعلومات الصحيحة والكتابة عليها. من خلال القيام بذلك ، أعاد مركب إعادة التركيب تشكيل الحمض النووي لتحضيره لتشفير معلومات جديدة.
التصميم التجريبي.تم تشفير المعلومات الرقمية في تسلسل الحمض النووي باستخدام خوارزمية تشفير عالية الكثافة. ثم تم استنساخ التسلسلات في بلازميد الخلية الحية. تم إجراء إعادة كتابة المعلومات باستخدام نظام ثنائي البلازميد يعتمد على CRISPR-Cas12a-κRed، حيث تم استنساخ مصفوفة الترميز الخاصة به في البلازميد. تمت إعادة كتابة المعلومات الأصلية خصيصًا عن طريق استبدال جزء الحمض النووي المستهدف في الإنفوبلازماد بجزء من الحمض النووي المتبرع. وبعد التحقق، تم فك تشفير المعلومات المكتوبة عن طريق فك تشفير تسلسل الحمض النووي في البلازميد الجديد. الصورة: يانغي ليو وآخرون، تقدم العلوم
أظهرت التجارب ذلك مع هذاالتكنولوجيا ، يتم تكييف تسلسل CRISPR RNA المحسن بسهولة لتسجيل التغييرات في أي معلومات معقدة. تمكن علماء الوراثة من تحقيق موثوقية الكتابة بنسبة 94٪. في الوقت نفسه ، تم حفظ المعلومات المعاد كتابتها وتضخيمها بثبات على مدى مئات الأجيال من البكتيريا.
تقنية تخزين بيانات الحمض النووي لها وضعان ،شرح مؤلفي العمل: "في وضع القرص الصلب في المختبر" و "وضع القرص المضغوط في الجسم الحي". ميزة تخزين المعلومات في الخلايا الحية هي النسخ المتماثل الموثوق به وغير المكلف. لذلك يمكن استخدام هذا الوضع لتوزيع نسخ البيانات بسرعة وبتكلفة زهيدة.
يعتقد الباحثون أن نظام البلازميديمكن أن تكون بمثابة منصة عالمية لإعادة كتابة المعلومات القائمة على الحمض النووي "في الجسم الحي". يمكن استخدامه كاستراتيجية جديدة لمعالجة المعلومات وإعادة الكتابة المستهدفة للبيانات الكبيرة والمعقدة على المستوى الجزيئي. ومع ذلك ، يمكن تطبيق نفس النهج على مضيف حي به جينوم أكبر ، مثل الخميرة ، لتخزين المزيد من البيانات.
قراءة المزيد:
"هذا خيال علمي": ابتكر العلماء نوعًا جديدًا جوهريًا من أجهزة الكمبيوتر الكمومية
طول يوم الأرض آخذ في الازدياد. العلماء لا يعرفون لماذا
ما هي الجينات الفائقة وكيف تجعل الحيوانات غريبة جدًا