Искусственный янтарь надолго сохраняет данные в ДНК
В фильме «Парк Юрского периода» ученые извлекли ДНК, сохранявшуюся в янтаре миллионы лет, и использовали ее для создания популяции давно вымерших динозавров.
Частично вдохновленные этим фильмом, исследователи Массачусетского технологического института (MIT) разработали стеклянный, похожий на янтарь полимер, который можно использовать для долговременного хранения ДНК, будь то целые геномы человека или цифровые файлы, такие как фотографии.
ДНК — гораздо более плотный носитель данных, чем все, что до сих пор создал человек, но проблема в том, что он хрупкий. Теперь ученые сделали еще один шаг вперед и создали искусственный янтарь для долгосрочной защиты данных, хранящихся в ДНК.
Один грамм ДНК может содержать до 215 петабайт (215 миллионов ГБ) данных, а это означает, что вы можете хранить весь Интернет в маленькой коробке. Неудивительно, что ученые экспериментируют с тем, как записывать данные в ДНК, считывать их и, что немаловажно, сохранять в безопасности, пока они там находятся.
Теперь ученые из MIT создали своего рода искусственный янтарь, который может защищать ДНК в течение длительного периода времени и легко передавать свои данные, когда это необходимо. Этот материал является термореактивным, что означает, что он состоит из полимеров, которые при нагревании превращаются в стеклообразное твердое вещество, но также могут при необходимости разлагаться под воздействием определенных химикатов.
Особая смесь используемых мономеров предназначена для объединения ДНК в сферические комплексы в центре с водоотталкивающим слоем снаружи. Это важно, потому что влага может повредить ДНК. Затем смесь нагревают, чтобы превратить ее в стеклянный блок, внутри которого сохраняется ДНК, содержащая данные.
Когда приходит время считывать эти данные, материал подвергается воздействию молекулы под названием цистеамин, которая разрушает связи, удерживающие термореактивный материал вместе. Когда ДНК распадается на мелкие кусочки, добавляется средство под названием SDS, чтобы отделить ДНК, не повреждая ее. Используя классическую аббревиатуру, полученную методом обратного проектирования, они называют свою технику термореактивной ксероконсервацией (T-REX).
В ходе испытаний команда MIT успешно использовала T-REX для хранения последовательностей ДНК различной длины при температуре до 75 °C. первых тестовых последовательностях были закодированы прокламация об освобождении рабов, логотип Массачусетского технологического института, целый человеческий геном и, что вполне уместно, музыкальная тема из «Парка Юрского периода«. Когда ДНК была удалена и секвенирована, исследователи обнаружили, что в ней нет ошибок.
«Замораживание ДНК — способ номер один сохранить ее, но это очень дорого и невозможно масштабировать», — сказал Джеймс Банал, соавтор исследования. «Я думаю, что наш новый метод сохранения станет технологией, которая может определить будущее хранения цифровой информации на ДНК».
В настоящее время T-REX требуется несколько часов, чтобы записать данные в ДНК и разместить их в термореактивном материале, но ученые говорят, что этот процесс можно ускорить с помощью некоторой оптимизации. Даже в этом случае маловероятно, что это приведет к тому, что мы будем использовать жесткие диски на основе ДНК в обычных компьютерах – скорее, искусственный янтарь может стать хорошим вариантом для долгосрочного архивного хранения данных.