Для хранения данных на ДНК предложены крошечные капсулы — это снизит уровень ошибок и защитит от потерь информации

Природа придумала поразительное по плотности хранения данных решение — ДНК. Всю информацию из интернета, включая бесконечные фотографии котиков, можно записать на ДНК в объёме коробки для котика средних размеров. Учёные давно пытаются повторить этот трюк и у них даже есть успехи.

Используя для кодирования данных на ДНК только четыре природных азотистых основания в объёме коробки для обуви можно записать 215 Пбайт данных. Но если синтезировать искусственные азотистые основания и довести их до 11 базовых кодов, то объём хранимых в «коробке» данных можно удвоить! При должном подходе эта информация может храниться миллионы лет в отличие от данных на жёстких дисках и SSD. Когда-нибудь это произойдёт, но пока исследователи решают ряд связанных с записью на ДНК проблем, в частности, это проблема разрушения данных при многократном обращении к ним и, как следствие, нарастание ошибок и потеря данных.

В новой статье в журнале Nature группа исследователей предложила интересную методику защиты и маркировки информационного ДНК-носителя, которая защищает носитель от разрушения в процессе чтения, а также облегчает сортировку ДНК-файлов и ведёт к созданию роботизированных библиотек.

Сегодня в базовом процессе работы с записанной на ДНК информацией всё происходит следующим образом: в «суп» из ДНК-носителей подаётся затравка — праймер — которая запускает реакцию ПЦР (полимеразная цепная реакция) с реплицированием нужного «файла». Каждый «файл» — это записанная нить ДНК, помеченная определённым образом, и праймер цепляется к ней и запускает процесс тиражирования. Современным инструментам по расшифровке ДНК нужны миллионы одинаковых последовательностей, чтобы надёжно расшифровать один «файл». Каждое такое «чтение» вносит ошибки и, в конечном итоге, разрушает информацию. Наконец, становится трудно работать с несколькими «файлами» одновременно.

Чтобы избежать всего этого учёные придумали заключать файл-ДНК в полимерную капсулу, но не просто так, а только при нагреве до температуры выше 50 °C. Процесс ПЦР запускается при меньшей температуре, затем при нагреве исходный «файл» прячется в капсулу и дальше всё идёт без него. Это позволяет защитить исходные данные в процессе чтения (реплицирования), а также даёт возможность присвоить каждому «файлу» свою метку — в данном случае это флюоресценция разных оттенков.

Свечение даёт возможность роботизировать каталогизацию и последующий отбор файлов — это путь к созданию библиотек. Для чтения реплицированных ДНК систему достаточно остудить и выделить из неё всё, что воспроизвелось в процессе ПЦР. Исходный ДНК-носитель в таком случае остаётся незатронутым в процесс ПЦР и не вносит в свою структуру ошибки, а цветовая метка, по которой его можно сортировать, остаётся при нём.

Микрокапсулы с ДНК, помеченные флюоресцирующими метками, под микроскопом.
По словам исследователей, предложенная методика позволяет считывать до 25 файлов одновременно, и теряет только 0,3 % файла после трёх считываний, а не 35 %, как при использовании существующих методов.

«Теперь остается только ждать, когда стоимость синтеза ДНК снизится еще больше, — сказал Том де Гриф (Tom de Greef), ведущий автор исследования. — Тогда техника будет готова к применению».

Очень перспективное направление, но синтез ДНК пока еще дороговат, да и заявленых потерь информации пока еще многовато.

Человек это мягкий-жёсткий диск и операционная система и системник. Био-компьютер с зарождения первых клеток и вмешательство в этот механизм до Бобра не доведёт.

Qawer20 писал(а):

Человек это мягкий-жёсткий диск и операционная система и системник. Био-компьютер с зарождения первых клеток и вмешательство в этот механизм до Бобра не доведёт.

"Что тебе снится, блуждающий биоробот?" (с) "Ноль", Ф. Чистяков

Qawer20 писал(а):

Человек это мягкий-жёсткий диск и операционная система и системник. Био-компьютер с зарождения первых клеток и вмешательство в этот механизм до Бобра не доведёт.

главное чтобы в бсод не вылетал

Распильщики прям радуют! Одну за другой Темы предлагают)

qazwsx20152014 писал(а):

Распильщики прям радуют! Одну за другой Темы предлагают)

Кстати, тема "распильщиков" уже не находит такого яркого отклика в обществе. Нужно что-то новенькое, свежее(так, совет, вы ведь на работе?))).

И по новости. Видимо, интеллигентность нашего форума не дотягивает до уровня ученых генетиков и нюансов дешифровки генома. Если бы про новую видеокарту новость, или как Илон наш Маск, запустил что-то в космос, или новый вирус угрожает человечеству... На худой конец, новость про русскую науку, ну что б поругать чего, посмаковать распилы, воровство и дележку шкуры.

А тут вы про геном, процесс ПЦР и процент потерь 0.3%. Сказали бы просто - у ней внутре неонка! (с)

Как говорят, как говорил Станиславский "Не верю".
Нормальную ОСь, которая мало жрёт и быстро работает, никто не выпускает. Вспомните и сравните сколько требовалось ресурсов и быстродействия для запуска элементарных программ под PC DOS и первыми оконными осями, и сколько весили эти программы и т.д. и т.п. Где, вроде бы, всё пропущено через пальцы. И здесь - Игра в Бога.
Спички детям - не игрушка!

Цитата:

Природа придумала поразительное по плотности хранения данных решение — ДНК

Не природа придумала способ кодирования ДНК. Потому что вся материальная природа, всё живое, что нас окружает это и есть ДНК, которое кодируется и декодируется, растёт и развивается по своему роду.

Природа это дом, у каждого дома есть строитель, а тот, кто построил всё, — это Бог. Невидимые качества Бога ясно видны с того времени, как был создан мир, и мы можем увидеть их, рассматривая его творения. Все они свидетельствуют о его вечной силе и служат доказательством того, что он Бог. Поэтому тем, кто не хочет этого замечать, нет оправдания.

Бог сделал всё прекрасным в своё время. И хотя он вложил вечность в сердца людей, они никогда не смогут постичь всех дел, которые совершает истинный Бог, от начала до конца.

Но у того кто признаёт власть Бога, узнаёт его волю и живёт в согласии с ней, будет целая вечность, чтобы постичь куда более сложные вещи, чем ДНК, и его применение в повседневной жизни.

Цитата:

Для хранения данных на ДНК предложены крошечные капсулы

Фотографии котиков засунут в яйцеклетку. И объявят мощным научным прорывом.
Если все созданное природой нынче рассматривается как трюки, бедные котики и наши яйцеклетки ...

Исследование ДНК дело хорошее - лечить наследственные заболевания, диагностировать состояние здоровья, но искать как использовать ее в качестве носителя информации как-то преждевременно мне кажется, да и не особо перспективно - скорость записи и чтения данных на аминокислотах вряд ли сможет сравняться хотя бы по скорости с оптическими и квантовыми устройствами. Обычные бытовые накопители уже давно перешагнули планку в терабайт, до петабайта в обувной коробке там не так уж и далеко.

maldoror666 писал(а):

Цитата: Для хранения данных на ДНК предложены крошечные капсулы Фотографии котиков засунут в яйцеклетку. И объявят мощным научным прорывом. Если все созданное природой нынче рассматривается как трюки, бедные котики и наши яйцеклетки ...

А почему только яйцеклетки? А сперматозоиды? Туда ведь тоже можно котиков напихать.Представляю картинку: встретятся такие вот яйцеклетка и сперматозоид.... Упаси Бог от такого монстра,который вылупится из этой пары.

природа ничего не придумывает

Лучше бы с онкологией разобрались на уровне ДНК и стали лечить людей с высокой вероятностью излечения. А еще регенерацию как у ящериц с хвостом с человеку бы привили. А куда котиков записать - пока не проблема.)

Qawer20 писал(а):

Человек это мягкий-жёсткий диск и операционная система и системник. Био-компьютер с зарождения первых клеток и вмешательство в этот механизм до Бобра не доведёт.

Вот как раз до бобра и доведет Накрутят всякой хни с ДНК - и превратят человека в бобра