Zapis danych w DNA: nowa strategia

Przypomnijmy, na czym polega problem. Do zapisu informacji w DNA stosuje się najczęściej kod binarny, tyle że zamiast zer i jedynek używa się nukleotydów: każdy z czterech – A, T, C, G – jest równy dwóm bitom (np.: A to sekwencja 00, T – 11; C – 01, a G – 10). Pierwszym krokiem jest więc przepisanie pakietu danych na kod binarny, a później na „nukleotydowy”. Następnie trzeba zsyntezować łańcuch DNA o dokładnie takiej sekwencji jak w tym ostatnim. To możliwe z wykorzystaniem specjalnego enzymu – terminalnej transferazy nukleotydowej (TdT). Jest to jednak ogromnie czasochłonne, bo każdy nukleotyd to nowa reakcja chemiczna.

Nowa propozycja opiera się na procesie zwanym metylacją. To chemiczne podłączenie do fragmentu DNA grupy metylowej. Wykorzystuje się do tego enzym DNMT1, który w odpowiednich miejscach modyfikuje łańcuch DNA grupami metylowymi. W ten sposób zastąpiono budowanie sekwencji nukleotyd po nukleotydzie. Całe sekwencje służą za bity, czy raczej epi-bity – metylowane kodują 1, te pozbawione grup metylowych – 0.

Jeśli chodzi o odczytanie danych, wykorzystano technikę sekwencjonowania nanoporowego. Polega ona na naniesieniu fragmentów DNA na matrycę wyposażoną w kanały białkowe (nanopory), co wywołuje zmiany potencjału elektrycznego, który można mierzyć. Autorzy wykazali, że da się w ten sposób rozróżnić grupy metylowe od niezmetylowanych. Mimo początkowych problemów udało im się odczytać dane z dokładnością ok. 98 proc. Wymagało to jednak dużej liczby prób, aby zniwelować błędy. Inne ograniczenia tej propozycji to koszty – choć są znacznie niższe niż w poprzednich projektach, nadal jest to technologia droga i skomplikowana. Niemniej, jest to krok naprzód. Jeśli naukowcy wykonają kolejne, może już wkrótce uda się ją zoptymalizować i rozpowszechnić.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl