Microsoft comprou 10 milhões de fitas de DNA sintético

Para experiências com armazenamento de dados a longo prazo

A Microsoft está comprando 10 milhões de fitas de DNA sintético da Twist Bioscience . Essa quantidade de biomaterial é necessária para verificar se é adequado para o armazenamento de informações a longo prazo.

A densidade de informações no DNA há muito atrai a atenção dos cientistas: em um grama de DNA, 1 zettabyte (bilhão de terabytes) de dados é armazenado e armazenado inalterado por milhares de anos, sob condições apropriadas. A questão é pequena: aprenda a ler e escrever informações de maneira barata e confiável.

Experiências bem-sucedidas foram realizadas repetidamente ao longo dos anos com o registro de dados binários em pares de bases de DNA. Em 2010, biólogos de Hong Kong conseguiram introduzir DNA sintético na célula da bactéria E.coli e, em 2012, os cientistas de Harvard escreveram 643 kilobytes de dados no DNA , estabelecendo um novo recorde para a quantidade de informações registradas.

Para codificar informações no DNA, é utilizado um sistema numérico quadrático, de acordo com o número de nucleotídeos (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G). Por exemplo, especialistas da Universidade Chinesa de Hong Kong traduziram o texto em números de acordo com a tabela ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77) e depois no sistema quaternário (105 → 1221; 71 → 0113; 69 → 0111; 77 → 0131) e depois na cadeia nucleotídica.

iGem → 1221011301110131 → ATCTATTGATTTATGT

Os especialistas de Harvard usaram um método diferente. Primeiro, eles basicamente abandonaram o uso de organismos vivos e introduziram DNA sintético em uma molécula gerada em um chip comercial de DNA. Assim, a informação gravada não pode ser perdida devido a mutações genéticas durante a evolução do organismo hospedeiro. Em segundo lugar, eles não usavam texto ASCII, mas código binário - um arquivo com um livro, preservando a formatação HTML e as ilustrações JPEG. O código foi dividido em blocos de 96 bits, incluindo um endereço exclusivo de 19 bits para cada bloco (mostrado em vermelho no diagrama).



Desde então, as técnicas de codificação de dados foram gradualmente aprimoradas. Tecnologia aprimorada para ler informações do DNA. Pesquisadores da Microsoft Research também contribuíram: publicaram recentemente um artigo científico.sobre este assunto.

A Twist Bioscience é especializada em tecnologias para registrar informações em DNA usando uma máquina especial para a produção em massa de DNA sintético, que foi projetada na empresa. Os principais clientes da Twist Bioscience são laboratórios de pesquisa que fabricam as bactérias geneticamente modificadas necessárias em certas reações químicas para produzir drogas específicas. Usar material genético para armazenar informações é uma nova área da Twist Bioscience.

Os DNAs sintéticos feitos sob encomenda de uma determinada configuração custam cerca de 10 centavos por um par de bases. A Twist Bioscience espera reduzir o preço para 2 centavos em um futuro próximo.

"Eles nos dizem a sequência do DNA, produzimos a cadeia do zero" -disse a chefe-executiva da Twily Bioscience, Emily Leproust, sobre um contrato com a Microsoft. O biomaterial fabricado é enviado para a Microsoft, enquanto os bioengenheiros da Twist Bioscience nem sabem quais informações específicas são codificadas nas moléculas, pois não possuem uma chave de descriptografia.

No laboratório, usando o envelhecimento artificial, a Microsoft testará se o DNA manterá as informações por mil anos.

A leitura das informações do DNA é feita por sequenciamento genético. Nos últimos 20 anos, o custo desse procedimento caiu significativamente. Por exemplo, o projeto de seqüenciamento do genoma humano durou de 1993 a 2003 e custou cerca de US $ 3 bilhões. Hoje, esse procedimento pode ser realizado por US $ 1000.

Se a queda nos preços continuar nesse ritmo e for possível reduzir o nível de erros de leitura , o DNA pode realmente ser considerado um meio aceitável. Precisamos reduzir os preços em mais de 10.000 vezes - e a tecnologia irá para as massas, tenho certeza Emily Leprust.

Source: https://habr.com/ru/post/pt393641/