ГМ-бактерии превратили в размножающиеся носители памяти — Naked Science
4 минуты
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.
8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 11:59
3 минуты
Ольга Иванова

О некотором подобии человеческого смеха у отдельных видов животных ученым известно давно. Но новое исследование показывает, что подобная вокальная игра присутствует как минимум у 65 видов.

Вчера, 13:14
2 минуты
Sergei Sobol

Прошло уже 20 лет с тех пор, как увидела свет представленная в начале нового тысячелетия Audi TT Quattro. За этот достаточно большой срок мы стали свидетелями масштабного культурного сдвига. Так что сегодня настал идеальный момент для переосмысления визуального образа культового автомобиля. В конце концов, телефоны в 2000 году выглядели совершенно иначе по сравнению с сегодняшними, верно? Так почему автомобили должны оставаться прежними?

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

8 мая
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Вчера, 13:59
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы имеют более здоровый профиль биомаркеров, чем люди, регулярно употребляющие в пищу мясные продукты. Правда, в их организме недостает и некоторых полезных веществ.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: