Напредък в съхранението на ДНК чрез технологията Epi-Bit

Напредък в съхранението на ДНК чрез технологията Epi-Bit

Защо има значение:

В ерата на големите данни глобалният масов поток от данни представлява надвиснало предизвикателство пред системите за съхранение на данни. Тъй като ДНК има невероятно висока плътност на съхранение – един грам ДНК може да съхранява 215 000 терабайта, същия размер като 10 милиона часа видео с висока разделителна способност (Imburgia & Nivala, 2024) – и дългосрочна стабилност, това е привлекателна среда за съхранение на данни. Традиционното съхранение на ДНК обаче разчита на de novo синтез, при който нуклеотидите се добавят един по един във фиксиран ред, което прави процеса отнемащ време и скъп. Методът на Zhang et al. позволява самосглобяване на ДНК, което прави записването на данни паралелно и програмируемо.

В допълнение, методът Epi-Bit може да се използва от хора, за да персонализират своето ДНК съхранение, както се вижда от прилагането на метода от 60 доброволци с различни академични среди. Това ясно показва потенциала на метода Epi-Bit от Zhang et al. като достъпен, многофункционален, бърз и рентабилен метод за съхранение на ДНК.

Методология:

– Информацията се кодира чрез селективно метилиране на цитозиновите бази в ДНК.
– Предварително синтезираните ДНК фрагменти, така наречените ДНК тухли, се сглобяват в повторно използваема ДНК верига. Всеки градивен блок на ДНК се свързва с уникално място на нишката.
– Прецизното свързване на градивния елемент кара ензима да метилира специфична позиция върху шаблона, като ефективно „отпечатва“ данните върху шаблона.
– Всеки градивен блок на ДНК следва същата двоична система като компютърния хардуер и носи метилиран или неметилиран сайт, за да кодира съответно 1 или 0.
– Epi-битовете се четат с помощта на нанопорен секвенсер.

Основни констатации:

– Използвайки метода epi-bit, Zhang et al. успяха да напишат 275 000 бита информация върху пет шаблона на автоматизирана платформа без необходимост от ДНК синтез, включително две снимки с висока разделителна способност на бял тигър и гигантска панда.

– На iDNAdrive, един от Zhang et al. създадена платформа. което позволява на потребителите сами да кодират данни, доброволците са кодирали приблизително 5000 бита данни, използвайки комплекти за писане Epi-Bit. Процентът на грешка при разчитане на данните е само 1,42%.

източници: