Одного грамма ДНК достаточно, чтобы записать информацию объемом в несколько миллиардов гигабайт
ДНК — многофункциональная биомолекула с множеством природных ролей. Ранее ученые смогли найти для нее еще и ряд технических приложений: например, в качестве хранилища данных. Теперь им удалось увеличить емкость и повысить надежность «ДНК-флешки» за счет введения в нее семи дополнительных букв-нуклеотидов.
Представьте ДНК, на которую вместо генов человека или, скажем, бактерии записаны музыка, изображения и другие медиафайлы. Сейчас такие устройства становятся реальностью. Технология «ДНК-флешки» существует уже несколько лет, однако в новой статье в Nano Letters ученые изменили химический состав этой молекулы и усовершенствовали технологии ее «чтения» (секвенирования). Благодаря этому они создали более емкий и устойчивый накопитель данных.
Эпоха цифровой информации сопровождается постоянным накоплением новых больших данных. При этом старые бумажные носители постоянно оцифровывают, чтобы сохранить в случае опасности и сэкономить пространство.
«ДНК — один из лучших, если не самый лучший вариант, особенно для хранения архивных данных», — говорит Чао Пань (Chao Pan), участвовавший в новом исследовании. Его коллега Касра Табатабаи (S. Kasra Tabatabaei) добавляет: «Ежедневно интернет генерирует несколько петабайт данных (десять в пятнадцатой степени байт. — Прим. ред.). Всего одного грамма ДНК достаточно, чтобы сохранить этот объем информации. Настолько велика емкость ДНК как цифрового хранилища».
К тому же ДНК очень устойчива и долговечна. Эта биомолекула сохраняется в окружающей среде десятки и даже тысячи лет, не теряя закодированную в ней информацию. Благодаря этому ученые извлекают и секвенируют ДНК из давно погибших и окаменевших организмов.
Обычно ДНК представляет собой спираль из двух цепочек, каждая из которых образована «буквами» четырех видов — это так называемые нуклеотиды: A, T, C и G. Именно в их последовательности — или, как говорят молекулярные биологи, первичной структуре — закодирована генетическая информация.
Однако авторам новой статьи этого показалось недостаточно. Они дополнили четыре природных нуклеотида ДНК семью новыми, которые имеют другую структуру. Выходит, их версия ДНК состоит из 11 различных букв — это намного повысило информационную емкость молекулы.
«Мы опробовали 77 разных комбинаций этих 11 нуклеотидов и выяснили, что наш метод их превосходно различает», — утверждает Пань. Он назвал задействованную платформу универсальной и способной успешно различать химически модифицированные нуклеотиды при решении других задач.
Telegram 
Дзен 
VK С приходом летней жары кондиционер становится главным спасением в офисе и дома. Однако многие выставляют минимальную температуру, садятся под прямую струю холодного воздуха и забывают о чистке фильтров, а потом удивляются простуде, сухости в горле и огромным счетам за электричество. Можно ли охлаждать помещение эффективно и при этом не навредить здоровью? Оказывается, кондиционер сам дает множество подсказок о том, как им правильно пользоваться, нужно лишь понимать физику его работы и реакцию организма на перепады температур. Объяснил физические принципы работы климатической техники и рассказал о практических правилах безопасности старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко.
Прогулки наедине с природой в абсолютной тишине существенно повышают риск опасного столкновения с дикими животными. К такому выводу пришли британские биологи, проанализировав базу данных почти 3,5 тысячи инцидентов между людьми и крупными зверями.
Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
С приходом летней жары кондиционер становится главным спасением в офисе и дома. Однако многие выставляют минимальную температуру, садятся под прямую струю холодного воздуха и забывают о чистке фильтров, а потом удивляются простуде, сухости в горле и огромным счетам за электричество. Можно ли охлаждать помещение эффективно и при этом не навредить здоровью? Оказывается, кондиционер сам дает множество подсказок о том, как им правильно пользоваться, нужно лишь понимать физику его работы и реакцию организма на перепады температур. Объяснил физические принципы работы климатической техники и рассказал о практических правилах безопасности старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии