Microsoft logró registrar 200 MB de datos en cadenas de ADN sintético

El objetivo final de los científicos es crear un "almacenamiento de ADN" de gran capacidad.



Teóricamente, se pueden colocar mil millones de terabytes de datos en un gramo de ADN. Bajo ciertas condiciones, se puede mantener un registro durante miles de años. Pero el problema de la escritura eficiente y la lectura de información del ADN aún no se ha resuelto. Microsoft y la Universidad de Washington están trabajando actualmente en este tema. En abril de este año, los socios lograron guardar 150 KB de información en el ADN : tres imágenes. Ahora el proceso se ha mejorado y ya se han grabado 202 MB. Se grabó un video musical OK Go de alta resolución en moléculas de ácido desoxirribonucleico, a lo que se agregó la Declaración Universal de Derechos Humanos, traducida a 100 idiomas, los 100 mejores libros del Proyecto Gutenberg y la base de datos de cadenas de ADN de Crop Trust .



El proyecto para registrar información en el ADN se llamó Proyecto Palix.

El trabajo se realizó con ADN sintético adquirido de Twist Bioscience en la cantidad de 10 millones de hebras. El ADN sintético de una configuración específica se desarrolla por encargo. El costo de un par de bases de dicho material es de 10 centavos. El precio está cayendo gradualmente, y el fabricante espera alcanzar los 2 centavos por un par de razones.

Microsoft y la Universidad de Washington no son los primeros en decidir sobre la idea de escribir datos en el ADN. En 2010, los biólogos de Hong Kong propusieronEl método de introducción de ADN sintético en el genoma de la bacteria E. coli. Los chinos utilizaron el sistema numérico de cuatro dígitos para codificar información, de acuerdo con el número de nucleótidos (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G). Los científicos tradujeron los datos de las pruebas 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 después de eso - en la cadena de nucleótidos.

Dos años después, los científicos de Harvard , utilizando otro método, escribieron 643 kilobytes de datos en el ADN. En Harvard, decidieron abandonar el trabajo con organismos vivos. En cambio, el ADN sintético se introdujo en una molécula generada en un chip de ADN especial. La ventaja de este método es la ausencia del peligro de pérdida de información debido a mutaciones del organismo huésped.

Estos científicos pudieron codificar el libro de la Iglesia, con la preservación del formato y las ilustraciones.





Microsoft y la Universidad de Washington utilizan el método propuesto por especialistas de Harvard. Primero, las unidades y ceros del código binario se traducen en combinaciones de nucleótidos: adenina, guanina, citosina y timina. Después de eso, se sintetiza ADN artificial que contiene estos datos. La codificación de la información en sí la lleva a cabo Twist Bioscience, una empresa que proporciona hebras de ADN sintético. Los clientes informan la secuencia, la empresa produce la cadena desde cero. Twist Bioscience no sabe qué tipo de información está codificada en tales moléculas. Se introducen marcadores especiales en la molécula de ADN para determinar el final y el comienzo de los archivos grabados.



Según Luis Henrique Ceze, uno de los participantes del proyecto, en los últimos años, la genética ha hecho grandes avances tanto en la codificación como en la decodificación de la información del ADN. La precisión de la codificación de la información alcanza el 100%. La tecnología de descifrado de datos le permite recuperar información codificada sin pérdida. Pero por ahora, no se puede usar ampliamente, solo se puede hacer en condiciones de laboratorio. Queda por funcionar unos años antes del momento en que la tecnología para registrar datos en el ADN esté disponible a un nivel accesible para uso masivo.

“Utilizando nuevas tecnologías para la secuenciación y síntesis de ADN asequible, Twist Bioscience y Microsoft ahora pueden poner en práctica la teoría del almacenamiento de información en el ADN. El objetivo principal es desarrollar métodos que sean prácticos. y escalable La capacidad de codificar información digital en cadenas de ADN es un logro importante en el campo del almacenamiento de datos, ya que las moléculas de ADN están libres de los inconvenientes de los medios más modernos de almacenamiento de datos ... Dado que casi toda la vida en la Tierra existe gracias al ADN, siempre habrá tecnología para leer el ADN, por lo que puede estar seguro de la accesibilidad datos guardados Además, con la creciente relevancia de la tecnología de ADN en la investigación científica y médica, los métodos de lectura / escritura de información en cadenas de ADN mejorarán constantemente. Estas tecnologías tienen demanda en muchas áreas de la actividad humana "- dijo en una declaración conjunta de los socios.

Se están mejorando los métodos de trabajo con información genética y se reduce el costo de leer el ADN. El proyecto para decodificar el genoma humano en 2003 costó $ 1 mil millones. Ahora el costo de decodificar el genoma es de la misma complejidad: solo $ 1000.

Source: https://habr.com/ru/post/es395789/