Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Tsinghua, το Πανεπιστήμιο Zhejiang και την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο
Στην εργασία τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησανσύστημα που αποτελείται από δύο πλασμίδια. Πρόκειται για μικρά μόρια DNA που απομονώνονται από χρωμοσώματα και είναι ικανά για αυτόνομη αντιγραφή. Οι επιστήμονες έκαναν ένεση δύο από αυτά τα επεξεργασμένα με CRISPR μόρια σε κύτταρα Escherichia coli (Escherichia coli).
Για να εξασφαλιστεί αποτελεσματική καταγραφή, αποθήκευση καιαξιοπιστία των πληροφοριών επανεγγραφής, οι γενετιστές έχουν χρησιμοποιήσει διάφορες πρωτεΐνες που σχετίζονται με το CRISPR (Cas) και ανασυνδυάση. Χρησιμοποίησαν μόρια CRISPR RNA που ταιριάζουν με τις σωστές πληροφορίες για να βρουν και να αντικαταστήσουν τις σωστές πληροφορίες. Με αυτόν τον τρόπο, η ανασυνδυάση αναδιαμόρφωσε το DNA για να το προετοιμάσει για την κωδικοποίηση νέων πληροφοριών.
Πειραματικό σχέδιο.Οι ψηφιακές πληροφορίες κωδικοποιήθηκαν σε αλληλουχίες DNA χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο κωδικοποίησης υψηλής πυκνότητας. Οι αλληλουχίες στη συνέχεια κλωνοποιήθηκαν σε ένα πλασμίδιο ζωντανού κυττάρου. Η επανεγγραφή των πληροφοριών διεξήχθη χρησιμοποιώντας ένα σύστημα δύο πλασμιδίων που βασίζεται στο CRISPR-Cas12a-λRed, η κωδικοποιητική μήτρα του οποίου κλωνοποιήθηκε στο πλασμίδιο. Οι αρχικές πληροφορίες ξαναγράφτηκαν ειδικά με την αντικατάσταση του θραύσματος DNA στόχου στο πληροφοροπλασμίδιο με ένα θραύσμα DNA δότη. Μετά την επαλήθευση, οι μεταγραφείσες πληροφορίες αποκρυπτογραφήθηκαν με αποκωδικοποίηση της αλληλουχίας DNA στο νέο πλασμίδιο. Εικόνα: Yangyi Liu et al., Science Advances
Τα πειράματα έδειξαν ότι με αυτότεχνολογίας, η βελτιστοποιημένη αλληλουχία RNA CRISPR προσαρμόζεται εύκολα για να καταγράφει αλλαγές σε οποιαδήποτε περίπλοκη πληροφορία. Οι γενετιστές κατάφεραν να επιτύχουν αξιοπιστία αντικατάστασης 94%. Ταυτόχρονα, οι πληροφορίες που ξαναγράφτηκαν διατηρήθηκαν σταθερά και ενισχύθηκαν σε εκατοντάδες γενιές του βακτηρίου.
Η τεχνολογία αποθήκευσης δεδομένων DNA έχει δύο τρόπους,εξηγούν τους συγγραφείς της εργασίας: "in vitro λειτουργία σκληρού δίσκου" και "in vivo λειτουργία CD". Το πλεονέκτημα της αποθήκευσης πληροφοριών σε ζωντανά κύτταρα είναι η φθηνή και αξιόπιστη αναπαραγωγή. Αυτή η λειτουργία μπορεί επομένως να χρησιμοποιηθεί για τη διανομή αντιγράφων δεδομένων γρήγορα και οικονομικά.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το πλασμιδικό σύστημαμπορεί να χρησιμεύσει ως μια καθολική πλατφόρμα για την επανεγγραφή πληροφοριών με βάση το DNA "in vivo". Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως νέα στρατηγική για την επεξεργασία πληροφοριών και τη στοχευμένη επανεγγραφή μεγάλων και πολύπλοκων δεδομένων σε μοριακό επίπεδο. Ωστόσο, η ίδια προσέγγιση μπορεί να εφαρμοστεί σε έναν ζωντανό ξενιστή με μεγαλύτερο γονιδίωμα, όπως ζυμομύκητες, για την αποθήκευση περισσότερων δεδομένων.
Διαβάστε περισσότερα:
«Αυτό είναι επιστημονική φαντασία»: οι επιστήμονες δημιουργούν έναν θεμελιωδώς νέο τύπο κβαντικών υπολογιστών
Η διάρκεια της ημέρας της γης αυξάνεται. Οι επιστήμονες δεν ξέρουν γιατί
Τι είναι τα υπεργονίδια και πώς κάνουν τα ζώα τόσο παράξενα