اشترت مايكروسوفت 10 مليون خيط من الحمض النووي الاصطناعي

للتجارب مع تخزين البيانات على المدى الطويل

تشتري Microsoft 10 ملايين خيط من الحمض النووي الاصطناعي من Twist Bioscience . مطلوب مثل هذه الكمية من المواد الحيوية للتحقق من مدى ملاءمتها لتخزين المعلومات على المدى الطويل.

اجتذبت كثافة المعلومات في الحمض النووي منذ فترة طويلة انتباه العلماء: في غرام واحد من الحمض النووي ، يتم تخزين 1 زيتابايت (مليار تيرابايت) من البيانات وتخزينها دون تغيير لآلاف السنين في ظل ظروف مناسبة. النقطة صغيرة: تعلم قراءة المعلومات وكتابتها بطريقة موثوقة ورخيصة.

تم إجراء التجارب الناجحة مرارًا وتكرارًا على مر السنين مع تسجيل البيانات الثنائية في أزواج قاعدة الحمض النووي. في عام 2010 ، تمكن علماء الأحياء من هونغ كونغ من إدخال الحمض النووي الاصطناعي في خلية بكتيريا E.coli ، وفي عام 2012 ، سجل علماء هارفارد 643 كيلو بايت من البيانات في الحمض النووي ، وسجلوا رقمًا قياسيًا جديدًا لكمية المعلومات المسجلة.

للحصول على معلومات الترميز في DNA ، يتم استخدام نظام الأعداد التربيعية ، وفقًا لعدد النيوكليوتيدات (0 = A ، 1 = T ، 2 = C ، 3 = G). على سبيل المثال ، قام متخصصون من جامعة هونغ كونغ الصينية بترجمة النص إلى أرقام وفقًا لجدول ASCII (i = 105 ؛ G = 71 ؛ E = 69 ؛ M = 77) ، ثم في النظام الرباعي (105 → 1221 ؛ 71 → 0113 ؛ 69 → 0111 ؛ 77 → 0131) ، ثم في سلسلة النوكليوتيدات.

iGem → 1221011301110131 → ATCTATTGATTTATGT

استخدم المتخصصون في جامعة هارفارد طريقة مختلفة. أولاً ، تخلىوا بشكل أساسي عن استخدام الكائنات الحية ، وأدخلوا الحمض النووي الاصطناعي في جزيء تم إنشاؤه على شريحة DNA تجارية. وبالتالي ، لا يمكن فقدان المعلومات المسجلة بسبب الطفرات الجينية أثناء تطور الكائن الحي المضيف. ثانيًا ، لم يستخدموا نص ASCII ، ولكن كود ثنائي - ملف يحتوي على كتاب ، يحتفظ بتنسيق HTML ورسوم JPEG التوضيحية. تم تقسيم الشفرة إلى كتل 96 بت ، بما في ذلك عنوان فريد 19 بت لكل كتلة (يظهر باللون الأحمر في الرسم التخطيطي).



منذ ذلك الحين ، تم تحسين تقنيات ترميز البيانات بشكل تدريجي. تقنية محسنة لقراءة المعلومات من DNA. ساهم باحثون من Microsoft Research أيضًا: فقد نشروا مؤخرًا ورقة علمية.حول هذا الموضوع.

تتخصص Twist Bioscience في تقنيات تسجيل المعلومات في DNA باستخدام آلة خاصة للإنتاج الضخم للحمض النووي الاصطناعي ، والذي تم تصميمه في الشركة. العملاء الرئيسيون لـ Twist Bioscience هم مختبرات الأبحاث التي تصنع البكتيريا المعدلة وراثيًا اللازمة في بعض التفاعلات الكيميائية لإنتاج أدوية معينة. يعد استخدام المواد الوراثية لتخزين المعلومات مجالًا جديدًا من علوم الحياة تويست.

تكلف الحمض النووي الإصطناعي حسب الطلب لتكوين معين حوالي 10 سنتات لزوج من القواعد. تتوقع Twist Bioscience تخفيض السعر إلى 2 سنتًا في المستقبل القريب.

"يقولون لنا تسلسل الحمض النووي ، ونحن ننتج السلسلة من الصفر" -قالت إيميلي ليبروست ، الرئيس التنفيذي لشركة Twily Bioscience ، فيما يتعلق بعقد مع Microsoft. يتم إرسال المواد الحيوية المصنعة إلى Microsoft ، في حين أن مهندسي Twist Bioscience الحيوية لا يعرفون حتى ما هي المعلومات المحددة التي يتم ترميزها في الجزيئات ، حيث لا تحتوي على مفتاح لفك التشفير.

في المختبر ، وباستخدام الشيخوخة الاصطناعية ، ستختبر Microsoft ما إذا كان DNA سيحتفظ بالمعلومات لمدة 1000 عام.

تتم قراءة المعلومات من الحمض النووي عن طريق التسلسل الجيني. على مدى السنوات العشرين الماضية ، انخفضت تكلفة هذا الإجراء بشكل ملحوظ. على سبيل المثال ، استمر مشروع تسلسل الجينوم البشري من عام 1993 إلى عام 2003 ، وبلغت تكلفته حوالي 3 مليارات دولار. واليوم ، يمكن تنفيذ هذا الإجراء مقابل 1000 دولار.

إذا استمر انخفاض الأسعار بهذه السرعة وكان من الممكن تقليل مستوى أخطاء القراءة ، فيمكن اعتبار الحمض النووي بالفعل وسيلة مقبولة. نحن بحاجة إلى خفض الأسعار بمقدار 10000 مرة أخرى - وستتوجه التكنولوجيا إلى الجماهير ، وأنا متأكد من أن Emily Leprust.

Source: https://habr.com/ru/post/ar393641/