Учени от университета Цинхуа, университета Джъдзян и Китайската академия на науките са разработили алгоритъм
В работата си изследователите са използвалисистема, състояща се от два плазмида. Това са малки ДНК молекули, изолирани от хромозоми и способни на автономна репликация. Учените инжектирали две от тези CRISPR-редактирани молекули в клетки на Ешерихия коли (Escherichia coli).
За да се осигури ефективен запис, съхранение инадеждността на пренаписването на информация, генетиците са използвали различни CRISPR-асоциирани протеини (Cas) и рекомбиназа. Те използваха CRISPR РНК молекули, съответстващи на правилната информация, за да намерят и презапишат правилната информация. По този начин рекомбиназата премоделира ДНК, за да я подготви за кодиране на нова информация.
Експериментален дизайн.Цифровата информация беше кодирана в ДНК последователности с помощта на алгоритъм за кодиране с висока плътност. След това последователностите бяха клонирани в жив клетъчен плазмид. Пренаписването на информацията беше извършено с помощта на двуплазмидна система, базирана на CRISPR-Cas12a-λRed, чиято кодираща матрица беше клонирана в плазмида. Оригиналната информация беше специално пренаписана чрез заместване на целевия ДНК фрагмент в инфоплазмида с донорен ДНК фрагмент. След проверка транскрибираната информация се дешифрира чрез декодиране на ДНК последователността в новия плазмид. Изображение: Yangyi Liu et al., Science Advances
Експериментите са показали, че с товатехнология, оптимизираната CRISPR RNA последователност лесно се адаптира за записване на промени във всяка сложна информация. Генетиците са успели да постигнат надеждност на презаписване от 94%. В същото време пренаписаната информация беше стабилно запазена и усилена в продължение на стотици поколения на бактерията.
Технологията за съхранение на ДНК данни има два режима,обяснете авторите на работата: "in vitro режим на твърд диск" и "in vivo CD режим". Предимството на съхраняването на информация в живи клетки е евтината и надеждна репликация. Следователно този режим може да се използва за бързо и евтино разпространение на копия на данни.
Изследователите смятат, че плазмидната системаможе да служи като универсална платформа за пренаписване на информация на базата на ДНК "in vivo". Може да се използва като нова стратегия за обработка на информация и целево пренаписване на големи и сложни данни на молекулярно ниво. Въпреки това, същият подход може да се приложи към жив гостоприемник с по-голям геном, като дрожди, за съхраняване на повече данни.
Прочетете още:
„Това е научна фантастика“: учените създават фундаментално нов тип квантови компютри
Продължителността на земния ден се увеличава. Учените не знаят защо
Какво представляват супергените и как правят животните толкова странни