юни 15, 2024

Учени са заключили ДНК в изкуствен кехлибар – резултатът е свръхплътно и трайно хранилище за данни

ДНК, която е много стабилна молекула е подходяща за съхраняване на огромни количества информация, включително цифрови данни. Цифровите системи за съхранение кодират текст, снимки и друг вид информация като поредица от нули и единици. Същата информация може да бъде кодирана в ДНК с помощта на четирите нуклеотида, които съставляват генетичния код: Например G и C могат да се използват за представяне на 0, а A и T – за представяне на 1.

Освен това, ДНК е много по-плътен носител на данни от всичко, създадено от хората, но проблемът е, че тя е изключително крехка.

За да решат този проблем, учените решиха да се възползват от друго природно постижение и създадоха изкуствен кехлибар, който може да защити данните, съхранявани в ДНК за дълго време.

В един грам ДНК могат да се съхранят до 215 петабайта (215 милиона гигабайта) данни – размерът на кутия за обувки би бил достатъчен за съхранението на целия интернет. Това подтикна учените да започнат да експериментират със записването на данни в ДНК и последващото им разчитане, но е необходимо да се гарантира тяхната безопасност. Ето защо изследователите от Масачузетския технологичен институт (MIT) са създали своеобразен изкуствен кехлибар, способен да осигури защитата на ДHК за дълго време, както и последващото разчитане на данните.

Изкуственият кехлибар е термореактивен материал – при нагряване той се превръща в стъкловидно твърдо вещество, а при необходимост се разрушава под въздействието на химически съединения.

Учените са създали смес от мономери, които образуват сферични ДНК комплекси отвътре, а отвън имат водоотблъскващ слой – това е необходимо, тъй като влагата може да увреди ДHК. Сместа се нагрява и образува стъкловидно блокче, а ДHК със съхранените в нея данни остава вътре. Когато има нужда от разчитане на тези данни, изкуственият кехлибар се излага на въздействието на цистеамин – вещество, което ги разгражда. След това се използва детергент (почистващ препарат), наречен SDS, който отделя ДНК без да я уврежда.

Технологията се нарича T-REX (Thermoset-REinforced Xeropreservation – ксероконсервация, подсилена с термореактивни материали).

При тестовете учените успешно използват технологията T-REX за съхранение на ДНК последователности с различна дължина при температури до 75°C. Те записват Прокламацията за освобождение на Ейбрахам Линкълн, логото на Масачузетския технологичен институт и тематичната песен от филма „Джурасик парк“. Когато ДНК била извлечена и секвенирана, не били открити грешки. Процесът T-REX сега отнема часове и учените твърдят, че може да бъде оптимизиран. ДHК-базираното съхранение едва ли някога ще се появи в потребителските компютри, но би могло да бъде полезно за дългосрочно архивно съхранение.

source

Сподели: