A Microsoft conseguiu gravar 200 MB de dados em fitas de DNA sintéticas

O objetivo final dos cientistas é criar um "armazenamento de DNA" de grande capacidade:



teoricamente, um bilhão de terabytes de dados podem ser colocados em um grama de DNA. Sob certas condições, um registro pode ser mantido por milhares de anos. Mas a questão da escrita e leitura eficiente de informações do DNA ainda não foi resolvida. A Microsoft e a Universidade de Washington estão atualmente trabalhando nesse problema. Em abril deste ano, os parceiros conseguiram salvar 150 KB de informações no DNA - três fotos. Agora, o processo foi aprimorado e 202 MB já foram gravados. Um videoclipe OK Go de alta resolução foi gravado em moléculas de ácido desoxirribonucléico, ao qual foi adicionada a Declaração Universal dos Direitos Humanos, traduzida para 100 idiomas, os 100 melhores livros do Projeto Gutenberg e o banco de dados de filamentos de DNA do Trust Trust .



O projeto para registrar informações no DNA foi chamado de Projeto Palix.

O trabalho foi realizado com DNA sintético adquirido da Twist Bioscience no valor de 10 milhões de fios. O DNA sintético de uma configuração específica é desenvolvido sob encomenda. O custo de um par de bases desse material é de 10 centavos. O preço está caindo gradualmente, e o fabricante espera chegar a 2 centavos por algumas razões.

A Microsoft e a Universidade de Washington não são as primeiras a decidir sobre a idéia de gravar dados no DNA. Em 2010, biólogos de Hong Kong propuseramo método de introdução de DNA sintético no genoma da bactéria E.coli. Os chineses usaram o sistema numérico de quatro dígitos para codificar informações, de acordo com o número de nucleotídeos (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G). Os cientistas traduziram os dados dos testes em números de acordo com a tabela ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77); depois - no sistema quaternário (105 → 1221; 71 → 0113; 69 → 0111; 77 → 0131), e depois disso - na cadeia nucleotídica.

Dois anos depois, os cientistas de Harvard , usando outro método, gravaram 643 kilobytes de dados no DNA. Em Harvard, eles decidiram abandonar o trabalho com organismos vivos. Em vez disso, o DNA sintético foi introduzido em uma molécula gerada em um chip de DNA especial. A vantagem deste método é a ausência do perigo de perda de informações devido a mutações do organismo hospedeiro.

Esses cientistas foram capazes de codificar o livro da Igreja, com a preservação de formatação e ilustrações.





A Microsoft e a Universidade de Washington usam o método proposto por especialistas de Harvard. Primeiro, as unidades e zeros do código binário são traduzidos em combinações de nucleotídeos - adenina, guanina, citosina e timina. Depois disso, é sintetizado o DNA artificial que contém esses dados. A codificação da informação em si é realizada pela Twist Bioscience, uma empresa que fornece fitas de DNA sintéticas. Os clientes relatam a sequência, a empresa produz a cadeia do zero. Que tipo de informação é codificada em tais moléculas, a Twist Bioscience não sabe. Marcadores especiais são introduzidos na molécula de DNA para determinar o fim e o início dos arquivos gravados.



De acordo com Luis Henrique Ceze, um dos participantes do projeto, nos últimos anos, a genética fez grandes avanços na codificação e decodificação de informações de DNA. A precisão da codificação da informação chega a 100%. A tecnologia de decriptografia de dados permite recuperar informações codificadas sem perda. Mas, por enquanto, não pode ser amplamente utilizado - só pode ser feito em condições de laboratório. Resta trabalhar alguns anos antes do momento em que a tecnologia para registro de dados no DNA está disponível em um nível acessível para uso em massa.

“Usando novas tecnologias para sequenciamento e síntese de DNA a preços acessíveis, a Twist Bioscience e a Microsoft agora podem colocar em prática a teoria do armazenamento de informações no DNA. O objetivo principal é desenvolver métodos práticos. e escalável. A capacidade de codificar informações digitais em cadeias de DNA é uma grande conquista no campo do armazenamento de dados, uma vez que as moléculas de DNA estão livres das desvantagens dos meios mais modernos de armazenamento de dados ... Como quase toda a vida na Terra existe graças ao DNA, sempre haverá tecnologia para a leitura do DNA, para que você possa ter certeza da acessibilidade. dados salvos. Além disso, com a crescente relevância da tecnologia do DNA na pesquisa científica e médica, os métodos de leitura / gravação de informações nas cadeias de DNA serão constantemente aprimorados. Essas tecnologias são procuradas em muitas áreas da atividade humana ",- disse em uma declaração conjunta dos parceiros.

Os métodos de trabalho com informações genéticas estão sendo aprimorados e o custo da leitura do DNA é reduzido. O projeto para decodificar o genoma humano em 2003 custou US $ 1 bilhão e agora o custo de decodificação do genoma é da mesma complexidade - apenas US $ 1000.

Source: https://habr.com/ru/post/pt395789/