ГМ-бактерии превратили в размножающиеся носители памяти — Naked Science
14.06.2016
4 минуты
Редакция
71

ГМ-бактерии превратили в размножающиеся носители памяти

Ученые записали в геном кишечной палочки 100 байт данных, а потом прочли их в ДНК ее потомков.

dna_print_res_rgb

Хранение информации с использованием ДНК обещает настоящий прорыв в создании более вместительных носителей памяти: теоретический предел их емкости достигает миллиарда гигабайт на куб. мм. Ученые ищут эффективные технологии записи, хранения и считывания данных с таких молекул – как правило, это требует перекодирования информации в виде нуклеотидов ДНК и искусственного синтеза ДНК «в пробирке».

 

Реже ученые пытаются внести информацию прямо в живую клетку, и пока что рекорд составлял лишь 11 байт данных. Лишь недавно команде генетика Сета Шипмана (Seth Shipman) из Гарвардского университета удалось увеличить это число на порядок. В экспериментах, которые описаны в статье, опубликованной журналом Science, авторы показали, что запись передается потомкам вместе с остальным генотипом. В принципе, это может быть пароль или короткое стихотворение: ученым удалось сохранить и размножить около 100 байт.

 

Исследователи использовали знаменитую естественную систему «бактериального иммунитета» CRISPR/Cas, которая лежит в основе новейших методов генной инженерии. Действуя в бактерии, она обеспечивает распознавание попавших в клетку вирусных геномов, их разрезание и сохранение отдельных фрагментов в специальном участке бактериальной хромосомы (CRISPR). В будущем бактерия сможет обратиться к этому хранилищу, как к картотеке опасной ДНК, и быстрее отреагировать на вторжение вируса. Эта «память» передается и ее потомкам.

 

Так действует и «система записи данных в бактерию», описанная Шипманом и его соавторами. Закодировав сообщение в ДНК, ученые «скармливали» ее фрагменты колонии бактерий кишечной палочки (E. coli) один за другим. Дело в том, что запись CRISPR идет последовательно, и фрагменты чужеродных ДНК сохраняются в том порядке, в котором они встретились клетке. И хотя не все бактерии в колонии отреагировали на добавленные учеными молекулы, некоторые один за другим включили их все. Авторы показали, что, размножив бактерии и секвенировав геном их потомков, можно без особого труда прочесть исходное сообщение.

 

Вряд ли CRISPR/Cas позволит сохранять в бактериях колоссальные объемы данных, однако 100 байт – явно не предел для такого подхода. По подсчетам ученых, некоторые другие виды, такие как Sulfolobus tokodaii, позволят довести эту величину почти до 3 Кб. И в будущем если не жесткие диски, то дискеты и флешки бактерии вполне могут заменить.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

Вчера, 14:48
25 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Позавчера, 16:16
5 минут
Илья Ведмеденко

Российские специалисты восстановили транспортное средство «Ладога», построенное на базе танка Т-80 и предназначавшееся на случай ядерной войны.

Позавчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

23 января
8 минут
Мария Азарова

Специалисты подтвердили, что очагом возникновения инфекции стал оптовый рынок в городе Ухань, где продавали не только морепродукты, но и животных, в том числе змей и летучих мышей. Именно они могли быть источниками опасного коронавируса.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

Позавчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: