Vedci z Tsinghua University, Zhejiang University a Čínskej akadémie vied vyvinuli algoritmus
Pri svojej práci výskumníci použilisystém pozostávajúci z dvoch plazmidov. Sú to malé molekuly DNA izolované z chromozómov a schopné autonómnej replikácie. Vedci vstrekli dve z týchto molekúl upravených CRISPR do buniek Escherichia coli (Escherichia coli).
Na zabezpečenie efektívneho nahrávania, ukladania aspoľahlivosť prepisovania informácií, genetici použili rôzne CRISPR-asociované proteíny (Cas) a rekombinázu. Na nájdenie a prepísanie správnych informácií použili molekuly CRISPR RNA zodpovedajúce správnym informáciám. Pritom rekombináza remodelovala DNA, aby ju pripravila na kódovanie novej informácie.
Схема эксперимента.Digitálne informácie boli zakódované do sekvencií DNA pomocou vysokohustotného kódovacieho algoritmu. Sekvencie sa potom klonovali do plazmidu živých buniek. Prepis informácií sa uskutočnil pomocou dvojplazmidového systému založeného na CRISPR-Cas12a-λRed, ktorého kódujúca matrica bola klonovaná do plazmidu. Pôvodná informácia bola špeciálne prepísaná nahradením cieľového fragmentu DNA v infoplazmide donorovým fragmentom DNA. Po overení bola prepísaná informácia dešifrovaná dekódovaním sekvencie DNA v novom plazmide. Obrázok: Yangyi Liu et al., Science Advances
Experimenty ukázali, že s týmtooptimalizovaná sekvencia CRISPR RNA je ľahko prispôsobená na zaznamenávanie zmien v akejkoľvek komplexnej informácii. Genetici boli schopní dosiahnuť prepisovaciu spoľahlivosť 94%. Zároveň boli prepísané informácie stabilne zachované a zosilnené počas stoviek generácií baktérie.
Technológia ukladania údajov DNA má dva režimy,vysvetľujú autori práce: „režim pevného disku in vitro“ a „režim CD in vivo“. Výhodou uchovávania informácií v živých bunkách je lacná a spoľahlivá replikácia. Tento režim je preto možné použiť na rýchlu a nenákladnú distribúciu kópií údajov.
Vedci sa domnievajú, že plazmidový systémmôže slúžiť ako univerzálna platforma na prepisovanie informácií na základe DNA „in vivo“. Dá sa použiť ako nová stratégia na spracovanie informácií a cielené prepisovanie veľkých a komplexných dát na molekulárnej úrovni. Rovnaký prístup však možno použiť aj na živého hostiteľa s väčším genómom, ako sú kvasinky, aby sa uchovalo viac údajov.
Čítaj viac:
„Toto je sci-fi“: vedci vytvárajú zásadne nový typ kvantových počítačov
Dĺžka pozemského dňa sa predlžuje. Vedci nevedia prečo
Čo sú to supergény a ako robia zvieratá tak zvláštne