ГМ-бактерии превратили в размножающиеся носители памяти — Naked Science
Редакция

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
©Wikipedia

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, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

Вчера, 21:22
Илья Ведмеденко

В Воронеже приступили к строительству первого «самолета Судного дня» нового типа. Машину создают на базе Ил-96-400М. В обозримом будущем такие самолеты заменят воздушные командные пункты Ил-80.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

24 июля
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: