Inimajaloo vältel on inimesed tulnud välja igasuguste andmesalvestussüsteemidega - alates nutikujulistest ja peitsitud kirjetest kuni kõvaketaste ja CD-deni. Kuid neil kõigil on üks ühine joon: mingil hetkel nad lagunevad.
Sellepärast on teadlased otsinud vastupidavamat andmesalvestust, nagu teemandid ja isegi DNA. Gina Kolata, New York Timesi teatel, kodeerivad teadlased esimest korda elusate rakkude DNA-sse lühifilmi, kasutades CRISPR-Cas geeni redigeerimise tehnikat - samm, mis võib viia terviseandmete salvestamisele raku kaudu. Nad avaldasid oma tulemused sel nädalal ajakirjas Nature.
DNA-andmete säilitamise idee on suhteliselt lihtne. Kui digitaalseid faile hoitakse põhiliselt numbrite 0 ja 1 seeria salvestamise kaudu, siis DNA saab salvestada samu andmeid, kodeerides teabe oma nelja tuumabaasi A, G, C ja T.
Nagu Robert Service ajakirjas Science kirjutab, on teadlased just seda teinud alates 2012. aastast, kui geneetikud kodeerisid DNA-sse esmakordselt 52 000-sõnalise raamatu. Ehkki tehnoloogia on esialgu ebaefektiivne, on aja jooksul tehnoloogia paranenud. Märtsis teatas teadlaste meeskond, et nad on kodeerinud kuus faili, sealhulgas arvuti opsüsteemi ja filmi DNA sünteetilisteks lõikudeks.
Selle viimase uuringu jaoks valisid teadlased filmi rüüstavast hobusest, mille salvestas Briti fotograaf Eadweard Muybridge 1878. aastal, see on üks esimesi filmid, mis kunagi salvestatud, püüdes välja selgitada, kas jooksvatel hobustel olid kunagi kõik neli jalga maapind.
Teadlased kasutasid DNA bakteritele ülekandmiseks CRISPR-Cas süsteemi. See süsteem kasutab bakteri immuunsüsteemi kaitsevõimet, et muuta bakteri DNA-d, selgitab The Guardiani Ian Proov. Viiruste tungimisel saadavad bakterid viiruse geneetilise koodi eraldamiseks ensüüme. Ja see hõlmab viiruse DNA fragmente omaenda struktuuris, et tulevaste rünnakute korral sissetungijat meeles pidada. Teadlased saavad selle süsteemiga manipuleerida, kontrollides, millised DNA bitid viivad bakteri genoomi.
Teadlased lõid DNA sünteetilise ahela, mis sisaldas selle video viiekraadist plokki ja ka käe kujutist - nucelobaaside tähed, mis tähistavad iga pildi pikslite varju ja asukohta. "Seejärel söötsid teadlased DNA ahelad E. coli bakterile" kirjutab proov. "Vead ravisid DNA ribasid nagu sissetungivad viirused ja lisasid need kohusetundlikult omaenda genoomi."
"Me edastasime materjali, mis kodeeris hobuse pilte, ühe kaadri korraga, " rääkis uuringu esimene autor Harvardi neuroteadlane Seth Shipman proovile. “Seejärel vaatasime baktereid sekveneerides, kus genoomis olid raamid. See ütles meile, millises järjekorras raamid siis ilmuvad. ”
Proovide kohaselt lubasid teadlased bakteritel nädala jooksul paljuneda, kandes DNA läbi paljude põlvkondade. Kui nad sekveneerisid bakterite genoomi, suutsid nad kodeeritud kujutised 90-protsendilise täpsusega rekonstrueerida.
Kuigi oleks lahe , kui teie rõngaste isanda triloogia ühel päeval teie DNA-sse kodeeritaks, ütles Shipman Kolata, et see pole tegelikult selle konkreetse uurimistöö mõte. Selle asemel loodab ta, et selle tehnika abil võidakse molekulaarsalvestajateni jõuda, mis aja jooksul suudaks rakkudelt andmeid koguda.
"Tahame muuta rakke ajaloolasteks, " ütleb Shipman pressiteates. "Kujutleme bioloogilise mälu süsteemi, mis on palju väiksem ja mitmekülgsem kui tänapäeva tehnoloogiad, mis jälgib paljusid sündmusi aja jooksul mitte pealetükkivalt."
Lõppkokkuvõttes loodab Shipman kasutada seda tehnikat aju arengu uurimiseks. Selle asemel, et proovida ajurakke vaatluse abil kuvamismeetodite või operatsiooni abil koguda, molekulaarsalvestajad koguvad aja jooksul andmeid aju iga raku kohta, mida teadlased siis dekodeerida saavad.
Kuid see päev on veel vaba tee ja praegused uuringud on vaid kontseptsiooni tõestus. "See näitab meile seda, et me saame teavet sisse, saame teabe välja ja saame aru, kuidas ajastus ka töötab, " räägib Shipman Sample'ile.
Kuigi Shipman on keskendunud tervisele, võtab tehnoloogiamaailm teadmiseks ka neid DNA-uuringuid. Antonio Regalado teatab MIT Technology Review'is, et mais teatas Microsoft, et töötab välja DNA salvestusseadet ja loodab, et mõni versioon sellest töötab aastakümne lõpuks. DNA säilitamise eelised on üsna ilmsed, vahendab Regalado. DNA mitte ainult ei kesta tuhat korda kauem kui räniseade, vaid see mahutab ka kvintiljoni baiti andmeid ühes kuupmillimeetris. Igat tehtud filmi võiks hoida suhkrukuubist väiksemas seadmes. Kolimine võib lõpuks lõpetada tohutute ja energiat nõudvate andmekeskuste päevade, mis on vajalikud, et jälgida kõike alates suurest kirjandusest kuni puhkusefotodeni.
