L; ДНК, сериозен път за съхранение на милиарди данни - Sciences et Avenir

Количеството данни, генерирани в световен мащаб всяка година, е зашеметяващо. Освен това съхраняването им по възможно най-компактния начин е основен проблем. Следата от биологични молекули, по-специално ДНК, която съдържа нашата генетична информация, би могла да революционизира всичко.

милиарди

ДНК молекули в епруветки.

Съхраняване на информация за ДНК: идеята не е нова. Но малко по малко препятствията падат. Първата стъпка в това е да се синтезира ефективно ДНК и с намалени разходи. Залозите са високи за изобретателите, като Силвен Гариел, съавтор на стартиращия ДНК скрипт и избран за млад френски иноватор на 2017 г. от MIT Review. Неговата концепция? Предложете нов подход за създаване на ДНК. Обяснения.

Цифрови данни, преписани с четирите азотни основи

Съхранението на цифрова информация за ДНК молекулата датира от 60-те години на миналия век, но едва през 2013 г. изследователите от LEBM-Европейския институт по биоинформатика демонстрират, че това е възможно. Доста логично използване на тази молекула - в края на краищата тя е предназначена да съхранява информация (генетика, разбира се). Тук цифровите данни се транскрибират в нов код, с четирите азотни основи, които изграждат ДНК молекулата (A, C, T и G). След това съхранената информация може да бъде извлечена чрез секвениране на ДНК, т.е. Кодирането е напълно автоматизирано чрез софтуер. Четенето, което беше ограничаващ фактор в миналото, има нови, ефикасни и евтини технологии от 2000-те.

„Днес секвенирането на човешкия геном, т.е. 3 милиарда нуклеотида (бел. На редактора: основният елемент на ДНК молекулата, съставен наред с други неща от една от 4-те азотни основи), струва около 1000 долара“, обяснява Силвен Гариел. Разбираме, че това, което е от решаващо значение днес, е производството на споменатата молекула. И там боли. Създаването на ДНК верига отнема време и е скъпо. Тъй като всеки нуклеотид трябва да се добавя един по един благодарение на химичните реакции. За съжаление този синтез изглежда вече няма лост за подобрение. "Химичният синтез на ДНК е оптимизиран до максимум през последните десетилетия. Всичко е направено във фундаментални изследвания и няма да се подобри повече", потвърждава Жан-Франсоа Луц, директор на изследователската лаборатория за прецизна макромолекулна химия към CNRS.

Укротители на ензими

Идеята на Силвен Гариел, Томас Йберт и Ксавие Годрон, тримата основатели на ДНК скрипт, е да използват биологичен катализатор - ензим - за осъществяване на реакцията на синтез. "Замяната на химичния метод с ензимен метод е ред на мисли от 80-те години на миналия век. Хората вече бяха опитали, но ензимите са сложни за работа", обяснява Силвен Гариел. Необходимо е по някакъв начин да бъдат укротени, за да могат да контролират процеса на добавяне, тоест добавянето на добре определен нуклеотид (а не друг).