Microsoft berhasil merekam 200 MB data pada untaian DNA sintetis

Tujuan utama para ilmuwan adalah menciptakan "penyimpanan DNA" dengan kapasitas besar.



Secara teoritis, satu miliar terabyte data dapat ditempatkan dalam satu gram DNA. Dalam kondisi tertentu, catatan dapat disimpan selama ribuan tahun. Tetapi masalah penulisan yang efisien dan informasi bacaan dari DNA belum terselesaikan. Microsoft dan University of Washington saat ini sedang mengerjakan masalah ini. Pada bulan April tahun ini, mitra berhasil menyimpan 150 KB informasi dalam DNA - tiga gambar. Sekarang prosesnya telah ditingkatkan, dan 202 MB telah direkam. Video musik OK Go beresolusi tinggi direkam dalam molekul asam deoksiribonukleat, yang ditambahkan Deklarasi Universal Hak Asasi Manusia, diterjemahkan ke dalam 100 bahasa, 100 buku teratas Proyek Gutenberg dan basis data untai DNA Crop Trust .



Proyek untuk merekam informasi dalam DNA disebut Project Palix.

Pekerjaan itu dilakukan dengan DNA sintetis yang dibeli dari Twist Bioscience dalam jumlah 10 juta helai. DNA sintetis dari konfigurasi spesifik dikembangkan sesuai pesanan. Biaya sepasang pangkalan bahan tersebut adalah 10 sen. Harga berangsur-angsur turun, dan pabrikan mengharapkan untuk mencapai 2 sen karena beberapa alasan.

Microsoft dan Washington University bukan yang pertama memutuskan ide untuk menulis data ke DNA. Pada 2010, ahli biologi dari Hong Kong mengusulkanmetode pengenalan DNA sintetis ke dalam genom bakteri E.coli. Orang Cina menggunakan sistem angka empat digit untuk pengkodean informasi, sesuai dengan jumlah nukleotida (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G). Para ilmuwan menerjemahkan data uji menjadi angka-angka sesuai dengan tabel ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77), lalu - ke dalam sistem kuaterner (105 → 1221; 71 → 0113; 69 → 0111; 77 → 0131), dan setelah itu - ke dalam rantai nukleotida.

Dua tahun kemudian, para ilmuwan Harvard , menggunakan metode lain, menulis 643 kilobyte data ke DNA. Di Harvard, mereka memutuskan untuk meninggalkan pekerjaan dengan organisme hidup. Alih-alih, DNA sintetis diperkenalkan ke dalam molekul yang dihasilkan pada chip DNA khusus. Keuntungan dari metode ini adalah tidak adanya bahaya hilangnya informasi karena mutasi organisme inang.

Para ilmuwan ini mampu menyandikan buku Gereja, dengan pelestarian format dan ilustrasi.





Microsoft dan University of Washington menggunakan metode yang diusulkan oleh spesialis dari Harvard. Pertama, satuan dan nol dari kode biner diterjemahkan ke dalam kombinasi nukleotida - adenin, guanin, sitosin, dan timin. Setelah itu, DNA buatan disintesis yang berisi data ini. Pengkodean informasi itu sendiri dilakukan oleh Twist Bioscience, sebuah perusahaan yang menyediakan untai DNA sintetis. Pelanggan melaporkan urutannya, perusahaan memproduksi rantai dari awal. Informasi seperti apa yang dikodekan dalam molekul seperti itu, Twist Bioscience tidak tahu. Marker khusus dimasukkan ke dalam molekul DNA untuk menentukan akhir dan awal file yang direkam.



Menurut Luis Henrique Ceze, salah satu peserta proyek, selama beberapa tahun terakhir, genetika telah membuat langkah besar dalam pengkodean dan penguraian informasi DNA. Keakuratan pengkodean informasi mencapai 100%. Teknologi dekripsi data memungkinkan Anda memulihkan informasi yang disandikan tanpa kehilangan. Tetapi untuk saat ini, itu tidak dapat digunakan secara luas - itu hanya dapat dilakukan dalam kondisi laboratorium. Masih berfungsi beberapa tahun sebelum saat teknologi untuk merekam data dalam DNA tersedia pada tingkat yang dapat diakses untuk penggunaan massal.

“Menggunakan teknologi baru untuk pengurutan dan sintesis DNA yang terjangkau, Twist Bioscience dan Microsoft sekarang dapat mempraktikkan teori menyimpan informasi dalam DNA. Tujuan utamanya adalah mengembangkan metode yang praktis. dan terukur. Kemampuan untuk menyandikan informasi digital dalam untaian DNA adalah pencapaian besar dalam bidang penyimpanan data, karena molekul DNA bebas dari kekurangan sebagian besar sarana penyimpanan data modern ... Karena hampir semua kehidupan di bumi ada berkat DNA, akan selalu ada teknologi untuk membaca DNA, sehingga Anda dapat memastikan aksesibilitasnya. data yang disimpan. Selain itu, dengan semakin relevannya teknologi DNA dalam penelitian ilmiah dan medis, metode membaca / menulis informasi dalam untaian DNA akan terus ditingkatkan. Teknologi ini sangat diminati di banyak bidang aktivitas manusia, "- kata dalam pernyataan bersama oleh mitra.

Metode bekerja dengan informasi genetik sedang ditingkatkan, dan biaya membaca DNA berkurang. Proyek untuk memecahkan kode genom manusia pada tahun 2003 menelan biaya $ 1 miliar. Sekarang biaya untuk memecahkan kode genom memiliki kompleksitas yang sama - hanya $ 1000.

Source: https://habr.com/ru/post/id395789/