מדענים מאוניברסיטת טסינגואה, אוניברסיטת ג'ג'יאנג והאקדמיה הסינית למדעים פיתחו אלגוריתם
בעבודתם השתמשו החוקריםמערכת המורכבת משני פלסמידים. אלו הן מולקולות DNA קטנות המבודדות מכרומוזומים ומסוגלות לשכפול אוטונומי. המדענים הזריקו שתיים מהמולקולות הללו שעברו עריכת CRISPR לתאי Escherichia coli (Escherichia coli).
כדי להבטיח הקלטה יעילה, אחסון ומהימנות של שכתוב מידע, גנטיקאים השתמשו בחלבונים שונים הקשורים ל-CRISPR (Cas) וב-recombinase. הם השתמשו במולקולות CRISPR RNA התואמות את המידע הנכון כדי למצוא ולדרוס את המידע הנכון. תוך כדי כך, הרקומבינאז עיצב מחדש את ה-DNA כדי להכין אותו לקידוד מידע חדש.
עיצוב נסיוני.מידע דיגיטלי קודד לרצפי DNA באמצעות אלגוריתם קידוד בצפיפות גבוהה. לאחר מכן שובטו הרצפים לתוך פלסמיד תא חי. שכתוב המידע בוצע באמצעות מערכת דו-פלסמידית המבוססת על CRISPR-Cas12a-λRed, שהמטריקס המקודד שלה שובט לתוך הפלסמיד. המידע המקורי שוכתב מחדש במיוחד על ידי החלפת קטע ה-DNA היעד באינפופלסמיד במקטע ה-DNA התורם. לאחר אימות, המידע המתועתק פוענח על ידי פענוח רצף ה-DNA בפלסמיד החדש. תמונה: Yangyi Liu וחב', Science Advances
ניסויים הראו כי עם זההטכנולוגיה, רצף ה-CRISPR RNA המותאם מותאם בקלות לתיעוד שינויים בכל מידע מורכב. גנטיקאים הצליחו להשיג מהימנות של 94%. במקביל, המידע המשוכתב נשמר והוגבר ביציבות לאורך מאות דורות של החיידק.
לטכנולוגיית אחסון נתוני DNA יש שני מצבים,הסבירו את מחברי העבודה: "מצב דיסק קשיח במבחנה" ו"מצב CD in vivo". היתרון של אחסון מידע בתאים חיים הוא שכפול זול ומהימן. לכן ניתן להשתמש במצב זה כדי להפיץ עותקים של נתונים במהירות ובזול.
החוקרים מאמינים כי מערכת הפלסמידיכול לשמש כפלטפורמה אוניברסלית לשכתוב מידע המבוסס על DNA "in vivo". זה יכול לשמש כאסטרטגיה חדשה לעיבוד מידע ושכתוב ממוקד של נתונים גדולים ומורכבים ברמה המולקולרית. עם זאת, ניתן ליישם את אותה גישה על מארח חי עם גנום גדול יותר, כגון שמרים, כדי לאחסן יותר נתונים.
קרא עוד:
"זהו מדע בדיוני": מדענים יוצרים סוג חדש ביסודו של מחשבים קוונטיים
אורכו של יום כדור הארץ הולך וגדל. מדענים לא יודעים למה
מהם גנים-על ואיך הם הופכים חיות כל כך מוזרות