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SpanishStar Trek Today: Archiviazione riuscita di informazioni digitali nel DNA di un organismo vivente
I dischi rigidi e altri sistemi di archiviazione dati memorizzano oggi enormi quantità di informazioni. Tuttavia, proprio come in passato i nastri magnetici oi floppy disk, questi dispositivi possono diventare obsoleti nel tempo e perderemo l'accesso ai dati che raccogliamo su di essi. Ecco perché gli scienziati hanno sviluppato un metodo per convertire i dati in DNA per registrare un organismo vivente. Questo tipo di "archiviazione di massa"probabilmente non diventerà obsoleto nel prossimo futuro.
Seth Shipman dell'Università della California a San Francisco, che non è stato coinvolto nel lavoro, ha elogiato le prestazioni dei suoi colleghi della Columbia University, ma sottolinea che ci vorrà molto tempo prima che tali sistemi trovino un'applicazione pratica.
Riferimento a Star Trek Episode: The Next Generation: Stagione 4 / Episodio 95 - The Standgericht / The Drumhead
"Nel frattempo, Worf ha scoperto come J'Dan ha trasferito le informazioni segrete ai Romulani. J'Dan deve essere trattato con siringhe ipodermiche per la sua sindrome di Balthasar. Quando ha esaminato la siringa, tuttavia, ha scoperto che era un ottica contiene un lettore di chip che è stato appositamente progettato per
per leggere i frammenti isolineari della Flotta Stellare. Le informazioni digitali vengono estratte e quindi codificate sotto forma di sequenze di amminoacidi. "
Fonte immagine: Pixabay
Ulteriori dettagli possono essere trovati in Natura. (https://www.nature.com/articles/s41589-020-00711-4)
Da ieri gli scienziati non parlano solo dell'archiviazione dei dati nel DNA. Acido desossiribonucleico è un mezzo molto attraente. Consente di impacchettare i dati in modo più denso di 1000 volte rispetto ai dischi rigidi più potenti, il che significa che è possibile memorizzare 10 film in uno spazio delle dimensioni di un granello di sale. Poiché il DNA è anche un elemento centrale dei sistemi biologici, è prevedibile che le tecnologie per la scrittura e la lettura dei dati diventeranno più economiche e più perfette nel tempo.
Finora, per scrivere dati nel DNA, gli scienziati hanno utilizzato una sequenza di uno e zero in combinazioni di Coppie di basi del DNA quindi i dati vengono codificati nel DNA. Tuttavia, poiché l'accuratezza della sintesi del DNA diminuisce con la lunghezza, viene sintetizzato DNA con una lunghezza di 200-300 paia di basi. A ciascuno di questi frammenti viene assegnato un identificatore univoco in modo che sia noto dove si trovano determinati dati. Questo è un metodo molto costoso. Memorizzare 3.500 megabit di informazioni costa fino a $ 1 e le fiale di DNA possono degradarsi nel tempo.
Ecco perché gli scienziati cercano di registrare dati nel DNA degli organismi viventi che trasmettono informazioni tra generazioni. Nel 2017, il team di Harris Wang della Columbia University ha approfittato del Tecnologia CRISPRper rilevare segnali biologici come la presenza di fruttosio. Quando i ricercatori hanno aggiunto il fruttosio alle cellule di E. coli, l'espressione genica nei livelli extracromosomici è aumentata Molecole di DNA, i cosiddetti plasmidi.
Quindi i componenti che difendono il batterio dai virus tagliano il plasmide con troppa espressione genica e parte di esso è andato in una certa parte del batterico DNAche ricorda gli attacchi virali. Questo pezzo aggiuntivo rappresentava un "1" digitale Se il segnale del fruttosio non era presente, si trattava di uno "0" digitale.
Poiché solo pochi bit di dati potevano essere salvati in questo modo, Wang ei suoi colleghi hanno sostituito il sistema a base di fruttosio con uno elettrico. Hanno modificato il batterio E. coli in modo tale che l'espressione dei plasmidi aumentasse in risposta a una tensione elettrica applicata. In questo modo potrebbero codificare elettricamente fino a 72 bit di dati nel DNA batterico e il messaggio "Hello world!" Scrivi. Gli scienziati hanno anche dimostrato che potevano aggiungere E. coli a una miscela standard di microrganismi del suolo e quindi sequenziare l'intera cosa per leggere il messaggio codificato.
Wang sottolinea che questo è solo l'inizio della ricerca. Non intendiamo competere con gli attuali sistemi di archiviazione dei dati. Gli scienziati hanno molto lavoro da fare. Ad esempio, devono trovare un modo per proteggere le informazioni dalla degradazione causata dalle mutazioni nei batteri durante la divisione cellulare.