ДНК внутри живых бактерий превратили в «флешку» для записи огромных объемов информации
Как и в случае со многими человеческими технологиями, природа значительно превзошла нас, когда дело доходит до хранения данных. ДНК может хранить информацию более эффективно, чем любая система, которую мы придумали. На 1 грамм этого вещества можно «записать» до 215 миллионов ГБ данных! Более того, при правильных условиях информация может существовать тысячелетия, а может быть, и дольше, — поэтому неудивительно, что ученые пытаются найти способы хранения данных в ДНК.
Но, конечно, есть и препятствия — ДНК сложно синтезировать искусственно, и она может быть хрупкой, что затрудняет ее использование в необходимых больших масштабах. Ученые из Национального университета Сингапура (NUS) разработали многообещающий новый метод записи данных в ДНК и считывания их обратно. Команда говорит, что эта техника работает как биологическая версия цифровой камеры, и поэтому они назвали ее «BacCam».
Биокамера
«Представьте ДНК внутри клетки как непроявленную фотопленку, — предложил доцент Пох Чуе Лу, главный исследователь проекта. — Используя оптогенетику — метод, который контролирует активность клеток с помощью света, похожего на механизм затвора камеры, — нам удалось получить "изображения", запечатлевая световые сигналы на "пленке" ДНК».
По сути, лазеры красного и синего света используются для запуска экспрессии генов в специально сконструированных бактериях, которые кодируют данные в их ДНК. Существующие методы штрихового кодирования используются для маркировки данных уникальными идентификационными метками, которые затем можно систематизировать и извлекать с помощью алгоритмов машинного обучения.
В ходе испытаний команда показала, что систему BacCam можно использовать для захвата и хранения нескольких изображений одновременно. Важно отметить, что проще, дешевле и масштабируемее использовать живые бактерии, чем синтезировать искусственную ДНК с нуля, и эти клетки легче поддерживать в нормальных условиях.
«Используя возможности ДНК и оптогенетических цепей, мы создали первую "живую цифровую камеру", которая предлагает экономичный и эффективный подход к хранению данных ДНК, — отметил Пох. — Наша работа не только исследует дальнейшие области применения хранения данных ДНК, но и преобразует существующие технологии сбора данных в биологическую структуру. Мы надеемся, что это заложит основу для дальнейших инноваций в области записи и хранения информации».