Microsoft compró 10 millones de hebras de ADN sintético

Para experimentos con almacenamiento de datos a largo plazo

Microsoft está comprando 10 millones de hebras de ADN sintético de Twist Bioscience . Se requiere tal cantidad de biomaterial para verificar qué tan adecuado es para el almacenamiento de información a largo plazo.

La densidad de información en el ADN ha atraído durante mucho tiempo la atención de los científicos: en un gramo de ADN, 1 zettabyte (mil millones de terabytes) de datos se almacena y almacena sin cambios durante miles de años en condiciones apropiadas. El punto es pequeño: aprenda a leer y escribir información de manera económica y confiable.

A lo largo de los años, se han llevado a cabo experimentos exitosos con el registro de datos binarios en pares de bases de ADN. En 2010, los biólogos de Hong Kong lograron introducir ADN sintético en la célula de la bacteria E. coli , y en 2012, los científicos de Harvard escribieron 643 kilobytes de datos en el ADN , estableciendo un nuevo récord para la cantidad de información registrada.

Para codificar información en el ADN, se usa un sistema de números cuadráticos, de acuerdo con el número de nucleótidos (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G). Por ejemplo, especialistas de la Universidad China de Hong Kong tradujeron el texto a números de acuerdo con la tabla ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77), luego al sistema cuaternario (105 → 1221; 71 → 0113; 69 → 0111; 77 → 0131), y luego en la cadena de nucleótidos.

iGem → 1221011301110131 → ATCTATTGATTTATGT

Los especialistas de Harvard usaron un método diferente. Primero, básicamente abandonaron el uso de organismos vivos e introdujeron el ADN sintético en una molécula generada en un chip de ADN comercial. Por lo tanto, la información registrada no puede perderse debido a mutaciones genéticas durante la evolución del organismo huésped. En segundo lugar, no utilizaron texto ASCII, sino código binario: un archivo con un libro que conserva el formato HTML y las ilustraciones JPEG. El código se dividió en bloques de 96 bits, incluida una dirección única de 19 bits para cada bloque (que se muestra en rojo en el diagrama).



Desde entonces, las técnicas de codificación de datos se han mejorado gradualmente. Tecnología mejorada para leer información del ADN. Los investigadores de Microsoft Research también han contribuido: recientemente publicaron un artículo científico.sobre este tema

Twist Bioscience se especializa en tecnologías para registrar información en ADN utilizando una máquina especial para la producción en masa de ADN sintético, que fue diseñada en la empresa. Los principales clientes de Twist Bioscience son laboratorios de investigación que fabrican las bacterias genéticamente modificadas necesarias en ciertas reacciones químicas para producir medicamentos específicos. Usar material genético para almacenar información es una nueva área de Twist Bioscience.

Los ADN sintéticos hechos a medida de una configuración dada cuestan alrededor de 10 centavos por un par de bases. Twist Bioscience espera reducir el precio a 2 centavos en el futuro cercano.

"Nos dicen la secuencia de ADN, producimos la cadena desde cero" -dijo la directora ejecutiva de Twily Bioscience, Emily Leproust, sobre un contrato con Microsoft. El biomaterial fabricado se envía a Microsoft, mientras que los bioingenieros de Twist Bioscience ni siquiera saben qué información específica está codificada en las moléculas, ya que no tienen una clave de descifrado.

En el laboratorio, usando el envejecimiento artificial, Microsoft probará si el ADN retendrá información durante 1,000 años.

La lectura de información del ADN se realiza mediante secuenciación genética. En los últimos 20 años, el costo de este procedimiento ha disminuido significativamente. Por ejemplo, el proyecto de secuenciación del genoma humano duró de 1993 a 2003 y costó alrededor de $ 3 mil millones. Hoy, dicho procedimiento puede realizarse por $ 1000.

Si la caída de los precios continúa a ese ritmo y es posible reducir el nivel de errores de lectura , entonces el ADN puede considerarse como un medio aceptable. Necesitamos reducir los precios otras 10.000 veces, y la tecnología irá a las masas, estoy segura de que Emily Leprust.

Source: https://habr.com/ru/post/es393641/