През цялата човешка история хората са измисляли всякакви системи за съхранение на данни - от клинописни и изрязани надписи до твърди дискове и компакт дискове. Но всички те имат едно общо нещо: В един момент те се влошават.
Ето защо изследователите се стремят да намерят по-трайно съхранение на данни, като диаманти и дори ДНК. Сега за първи път, съобщава Джина Колата от The New York Times, учените са кодирали кратък филм в ДНК на живи клетки, използвайки техниката за редактиране на гени CRISPR-Cas - ход, който може да доведе до клетъчен запис на здравни данни. Те публикуваха резултатите си тази седмица в списание Nature.
Концепцията зад съхранението на ДНК е сравнително проста. Докато цифровите файлове по същество се съхраняват чрез запис на серия от числа 0 и 1, ДНК може да съхранява същите данни, като кодира информацията в четирите си нуклеобази, A, G, C и T.
Както съобщава Робърт Сервиз от Science, учените правят точно това от 2012 г., когато генетиците за първи път кодират книга с 52 000 думи в ДНК. Макар и първоначално неефективен, с времето технологията се подобри. През март екип от изследователи съобщи, че са кодирали шест файла, включително компютърна операционна система и филм в синтетични фрагменти от ДНК.
За това последно проучване изследователите избраха филм на галопиращ кон, записан от британския фотограф Идвеард Мюбридж през 1878 г., една от първите картини на движение, правени някога, заснети в опит да разберат дали някога бягащите коне не са имали всички четири крака от земята.
Изследователите използвали системата CRISPR-Cas, за да прехвърлят ДНК на бактериите. Тази система използва силата на бактериалната имунна защита, за да промени ДНК на бактериите, обяснява Иън Сампъл за The Guardian . Когато вирусите нахлуват, бактериите изпращат ензими, за да разсекат генетичния код на вируса. И включва фрагменти от ДНК на вируса в собствената си структура, за да запомни нападателя в случай на бъдещи атаки. Учените могат да манипулират тази система, контролирайки кои парчета ДНК се вкарват в бактериалния геном.
Изследователите създадоха синтетична нишка от ДНК, съдържаща пет кадър от този видеоклип, както и изображение на ръка - буквите на нуклеобазите, представящи сянката и позицията на пикселите на всяко изображение. "След това учените захранвали нишките на ДНК на бактерията E. coli", пише Sample. „Буболечките се отнасяха към ивиците на ДНК като нахлуващи вируси и послушно ги добавяха към собствените си геноми.“
„Доставихме материала, кодиращ изображенията на коня, един кадър по един”, казва неврологът от Харвард Сет Шипман, първият автор на изследването, казва на Примера. „След това, когато секвенирахме бактериите, погледнахме къде са в рамките на генома. Това ни каза реда, в който кадрите трябва да се появят. “
Както докладва Sample, изследователите позволяват на бактериите да се размножават в продължение на една седмица, предавайки ДНК надолу през много поколения. Когато секвенирали генома на бактериите, те успели да реконструират кодираните изображения с 90-процентова точност.
Въпреки че би било готино един ден трилогията „Властелинът на пръстените “ да бъде кодирана във вашата ДНК, Шипман казва на Колата, че всъщност не е смисълът на това конкретно изследване. Вместо това той се надява, че техниката може да доведе до молекулни записващи устройства, които да могат да събират данни от клетки във времето.
"Искаме да превърнем клетките в историци", казва Шипман в съобщение за пресата. „Предвиждаме система за биологична памет, която е много по-малка и многостранна от съвременните технологии, която ще проследява много събития без натрапчивост във времето.“
В крайна сметка Шипман се надява да използва техниката за изследване на развитието на мозъка. Вместо да се опитват да наблюдават мозъчните клетки чрез техники за изобразяване или чрез операция, тези молекулярни записващи устройства ще събират данни във времето от всяка клетка в мозъка, които след това биха могли да бъдат декодирани от изследователи.
Но този ден все още е далеч и сегашните изследвания са само доказателство за концепцията. „Това ни показва, че можем да получим информацията, можем да извадим информацията и можем да разберем как работи и времето“, казва Шипман пред Sample.
Докато Шипман е фокусиран върху здравето, светът на технологиите също забелязва тези ДНК изследвания. Антонио Регаладо от MIT Technology Review съобщава, че през май Microsoft обяви, че разработва устройство за съхранение на ДНК и се надява да има някаква версия на него в действие до края на десетилетието. Предимствата на съхранението на ДНК са доста очевидни, съобщава Regalado. ДНК не само издържа хиляда пъти по-дълго от силиконовото устройство, но може да побере квинтилионни байта данни в един кубичен милиметър. Всеки филм, правен някога, може да се съхранява в устройство, по-малко от захарна кутия. Този ход в крайна сметка би могъл да завърши дните на масивни центрове за данни, засмукващи енергия, които са необходими за следене на всичко - от страхотна литература до снимки на ваканции.
