Naukowcy z Uniwersytetu Tsinghua, Uniwersytetu Zhejiang i Chińskiej Akademii Nauk opracowali algorytm
W swojej pracy badacze wykorzystali:system składający się z dwóch plazmidów. Są to małe cząsteczki DNA wyizolowane z chromosomów i zdolne do autonomicznej replikacji. Naukowcy wstrzyknęli dwie z tych zmodyfikowanych CRISPR molekuł do komórek Escherichia coli (Escherichia coli).
Aby zapewnić wydajne nagrywanie, przechowywanie iwiarygodność przepisywania informacji, genetycy wykorzystali różne białka związane z CRISPR (Cas) i rekombinazę. Wykorzystali cząsteczki CRISPR RNA dopasowujące właściwe informacje, aby znaleźć i nadpisać właściwe informacje. W ten sposób rekombinaza przemodelowała DNA, aby przygotować je do kodowania nowych informacji.
Eksperymentalny projekt.Informacje cyfrowe zakodowano w sekwencjach DNA przy użyciu algorytmu kodowania o dużej gęstości. Sekwencje następnie klonowano do żywego plazmidu komórkowego. Przepisywanie informacji przeprowadzono przy użyciu układu dwóch plazmidów opartego na CRISPR-Cas12a-λRed, którego macierz kodującą wklonowano do plazmidu. Oryginalna informacja została specjalnie przepisana poprzez zastąpienie docelowego fragmentu DNA w infoplazmidzie fragmentem DNA dawcy. Po weryfikacji transkrypcję informacji rozszyfrowano poprzez dekodowanie sekwencji DNA w nowym plazmidzie. Zdjęcie: Yangyi Liu et al., Science Advances
Eksperymenty wykazały, że z tymZoptymalizowana sekwencja CRISPR RNA jest łatwo dostosowywana do rejestrowania zmian w dowolnych złożonych informacjach. Genetykom udało się osiągnąć wiarygodność nadpisywania na poziomie 94%. Jednocześnie przepisane informacje były stabilnie zachowywane i wzmacniane przez setki pokoleń bakterii.
Technologia przechowywania danych DNA ma dwa tryby,wyjaśniają autorzy pracy: "tryb dysku twardego in vitro" i "tryb CD in vivo". Zaletą przechowywania informacji w żywych komórkach jest niedroga i niezawodna replikacja. Tryb ten może być zatem używany do szybkiej i niedrogiej dystrybucji kopii danych.
Naukowcy uważają, że system plazmidowymoże służyć jako uniwersalna platforma do przepisywania informacji na podstawie DNA „in vivo”. Może być wykorzystana jako nowa strategia przetwarzania informacji i ukierunkowanego przepisywania dużych i złożonych danych na poziomie molekularnym. Jednak to samo podejście można zastosować do żywego gospodarza z większym genomem, takiego jak drożdże, aby przechowywać więcej danych.
Czytaj więcej:
„To jest science fiction”: naukowcy tworzą całkowicie nowy typ komputerów kwantowych
Wydłuża się długość dnia ziemskiego. Naukowcy nie wiedzą dlaczego
Czym są supergeny i jak sprawiają, że zwierzęta są takie dziwne