清華大学、浙江大学、中国科学院の科学者がアルゴリズムを開発した
彼らの仕事で、研究者は使用しました2つのプラスミドからなるシステム。これらは、染色体から分離された小さな DNA 分子であり、自律複製が可能です。科学者たちは、これらの CRISPR 編集分子の 2 つを大腸菌 (Escherichia coli) 細胞に注入しました。
効率的な記録、保存、および情報の書き換えの信頼性を高めるために、遺伝学者はさまざまな CRISPR 関連タンパク質 (Cas) とリコンビナーゼを使用してきました。彼らは、正しい情報に一致する CRISPR RNA 分子を使用して、正しい情報を見つけて上書きしました。そうすることで、リコンビナーゼは DNA を改造して、新しい情報をコード化する準備を整えました。
実験計画。デジタル情報は、高密度エンコード アルゴリズムを使用して DNA シーケンスにエンコードされました。次に、配列を生細胞プラスミドにクローン化しました。情報の書き換えは、CRISPR-Cas12a-λRedに基づく2つのプラスミドシステムを使用して実行され、そのコードマトリックスはプラスミドにクローニングされました。インフォプラスミド内のターゲット DNA 断片をドナー DNA 断片に置き換えることにより、元の情報が特別に書き換えられました。検証後、新しいプラスミドの DNA 配列を解読することで、転写された情報が解読されました。画像: Yangyi Liu et al.、Science Advances
実験は、これでそれを示しましたテクノロジーにより、最適化された CRISPR RNA シーケンスは、複雑な情報の変化を記録するように簡単に適応されます。遺伝学者は、94% の上書き信頼性を達成することができました。同時に、書き換えられた情報は、細菌の何百世代にもわたって安定的に保存され、増幅されました。
DNAデータストレージ技術には2つのモードがあり、「in vitro ハードディスク モード」と「in vivo CD モード」の著者について説明します。生きた細胞に情報を保存する利点は、安価で信頼性の高い複製です。したがって、このモードを使用すると、データのコピーを迅速かつ安価に配布できます。
研究者は、プラスミドシステムが「生体内」のDNAに基づいて情報を書き換えるための普遍的なプラットフォームとして機能します。これは、分子レベルでの大規模で複雑なデータの情報処理およびターゲットを絞った書き換えのための新しい戦略として使用できます。ただし、同じアプローチを酵母などのより大きなゲノムを持つ生きている宿主に適用して、より多くのデータを保存することができます。
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