Suche
Mein Konto
Fremskridt inden for DNA-lagring gennem Epi-Bit-teknologi
Hvorfor det betyder noget: I big data-æraen udgør den globale massedatastrøm en truende udfordring for datalagringssystemer. Fordi DNA har en utrolig høj lagertæthed – et enkelt gram DNA kan lagre 215.000 terabyte, samme størrelse som 10 millioner timers high-definition video (Imburgia & Nivala, 2024) – og langsigtet stabilitet, er det et attraktivt medium til datalagring. Traditionel DNA-lagring er imidlertid afhængig af de novo-syntese, hvor nukleotider tilsættes et ad gangen i en fast rækkefølge, hvilket gør processen tidskrævende og dyr. Metoden ifølge Zhang et al. muliggør DNA-selvsamling, hvilket gør dataskrivning parallel og programmerbar. …
Fremskridt inden for DNA-lagring gennem Epi-Bit-teknologi
Hvorfor er det vigtigt:
I big data-æraen udgør den globale massestrøm af data en truende udfordring for datalagringssystemer. Fordi DNA har en utrolig høj lagertæthed – et enkelt gram DNA kan lagre 215.000 terabyte, samme størrelse som 10 millioner timers high-definition video (Imburgia & Nivala, 2024) – og langsigtet stabilitet, er det et attraktivt medium til datalagring. Traditionel DNA-lagring er imidlertid afhængig af de novo-syntese, hvor nukleotider tilsættes et ad gangen i en fast rækkefølge, hvilket gør processen tidskrævende og dyr. Metoden ifølge Zhang et al. muliggør DNA-selvsamling, hvilket gør dataskrivning parallel og programmerbar.
Derudover kan Epi-Bit-metoden bruges af enkeltpersoner til at personliggøre deres DNA-lagring, som demonstreret ved implementeringen af metoden af 60 frivillige med forskellig akademisk baggrund. Dette viser tydeligt potentialet i Epi-Bit-metoden af Zhang et al. som en tilgængelig, alsidig, hurtig og omkostningseffektiv metode til DNA-lagring.
Metode:
– Information kodes af selektiv methylering ved cytosinbaser i DNA.
– Præsyntetiserede DNA-fragmenter, såkaldte DNA-klodser, samles til en genanvendelig DNA-streng. Hver DNA-byggesten binder sig til et unikt sted på strengen.
– Præcis binding af byggestenen får et enzym til at methylere en specifik position på skabelonen, hvilket effektivt "printer" dataene på skabelonen.
– Hver DNA-byggeblok følger det samme binære system som computerhardware og bærer et methyleret eller umethyleret sted til at kode for henholdsvis 1 eller 0.
– Epi-bits læses ved hjælp af en nanopore-sequencer.
Nøglefund:
– Ved hjælp af epi-bit-metoden har Zhang et al. var i stand til at skrive 275.000 bits information på fem skabeloner på en automatiseret platform uden behov for DNA-syntese, inklusive to højopløselige billeder af en hvid tiger og en kæmpe panda.
– På iDNAdrive har en af Zhang et al. skabt platform. som giver brugerne mulighed for selv at kode data, kodede frivillige cirka 5.000 bits data ved hjælp af Epi-Bit-skrivesæt. Fejlprocenten ved udlæsning af data var kun 1,42 %.
Kilder:
Zhang, C., et al. (2024) Parallel molekylær datalagring ved at udskrive epigenetiske bits på DNA. Natur. doi.org/10.1038/s41586-024-08040-5.