12 Июля 2017
МОСКВА, 12 июля Биологи из Гарварда превратили ДНК обычной кишечной палочки в перезаписываемый цифровой носитель информации и записали на нее один из первых видеороликов в истории человечества, снятый в 1878 году, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Мы показали, что два лиса системы CRISPR, Cas1 и Cas2, которые мы модифицировали специально для этой цели, можно использовать для получения информации из внешней среды, ее каталогизации и записи в геном. Пока эту информацию вирусам поставляют ученые, а в будущем бактерии смогут записывать свои собственные впечатления в эту моляльную память, сообщил Джордж Черч (George Church), генетик из Гарвардского университета (США).
Память предков
Молекулы ДНК представляют собой надёжное устройство по хранению информации, хорошо защищенное от ошибок декламирования и записи. Ученые рискуют приспособить их для хранения самый обычных данных с 1988 года, когда американским биоинформатикам впервые уродилось записать 7, 9 килобайт информации на молекулу ДНК и прочитать ее.
К примеру пять лет назад биологи из Гарварда впервые распечатали книгу на молекулах ДНК и прочитали ее при помощи обычного секвенатора генома, а год назад ученые из университета Вашингтона научились записывать изображения в нити генетического кода и считывать их, достигнув рекордно высокой коренастости записи информации. Биоинженеры распечатали книгу на молекулах ДНК и успешно прочитали ее
Все эти подходы, как рассказывает Черч, обладают одним общим недостатком в них задействуются голые молекулы ДНК, держащие стабильность и читабельность только внутри пробирок и лабораторий. Кроме того, все они реальным являются одноразовыми – их можно записать и прочитать лишь один раз, что не позволяет использовать подобные системы генетической памяти как полноценную замену современным жестким дискам, флешкам и другим цифровым носителям информации.
По этой причине команда Черча выбрала принципиально иной подход к созданию системы записи и чтения генетической информации, фактически воспользовавшись уже почти готовой ее версией, которую природа создавала на протяжении последних четырехсот миллионов лет.
Речь идет о своеобразном бактериальном антивирусе, системе CRISPR/Cas, помогающей вирусам опознавать ДНК вирусов в своем геноме, удалять их или уничтожать себя при обнаружении инфекции.
Чудеса в библиотеке
Ее незаменимый частью является своеобразная библиотека кусков вирусного кода, которые стенографируются в особую часть ДНК вируса при помощи белков Cas1 и Cas2, и потом задействуются для опознания патогенов. Эти белки и библиотеку, как предположил Черч, можно перепрофилировать и на работу с цифровой информацией.
Решение этой задачи упрощается тем, что бактерии хранят куски вирусной ДНК в виде 33- буквенных последовательностей, разделенных особыми повторами, что существенно упрощает стенограмма и декодирование информации. В добавок к этому, каждая буква ДНК может кодировать сразу четыре значения или даже 21 значение, если считывать их тройками, что повышает коренастость записи информации.
Руководствуясь этими идеями, Черч и его команда создали специальную программу, которая конвертирует изображения или кадры видеороликов в наборы букв -нуклеотидов и собирает короткие последовательности ДНК, которые система CRISPR/Cas может интегрировать в геном микроба, полуавтоматическим записывая их при этом в правильном порядке.
Работу этой программы микробиологи проверили на черно-белой фотографии лапы размерами в 56 на 56 пикселей и на коротком ролике со скачущей лошадью с разрешением в 36 на 26 пикселей, который был снят в 1878 году Эдвардом Мэйбриджем, пионером фото- и видеосъемки.
Записав их в ДНК- память обычной кишечной колки, биологи позволили микробам отдохнуть и попытались считать информацию, расшифровав геномы нескольких отдельных клеток. И фотография, и видеоролик были восстановлены с более чем 90% точностью, что подтвердило, что хранить информацию в библиотеке CRISPR/Cas действительно пора.
Сейчас Черч и его коллеги работают над оптимизацией методик стенограммы информации и думают над созданием систем автоматической записи в эту память тех событий, которые происходят внутри микроба или любой другой клетки. Это, как заключают биологи, заметно ускорило изучение того, как стволовые клетки зародыша превращаются в разные ткани мозга или в любые другие сложные органы.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....