Ρεκόρ αποθήκευσης δεδομένων σε DNA - Αποθήκευσαν/Ανακάλεσαν «μνήμες» στο/από το DNA ανθρώπινων κυττάρων.

Ερευνητές της Microsoft και του University of Washington πέτυχαν ένα «πρώιμο, αλλά σημαντικό» (σύμφωνα με ανακοίνωση της Microsoft) ρεκόρ στην αποθήκευση δεδομένων σε DNA, αποθηκεύοντας 200 MB δεδομένων σε μοριακές αλυσίδες. Όπως υπογραμμίζεται στην ανακοίνωση, το εντυπωσιακό δεν είναι μόνο πόσο μεγάλος ήταν ο όγκος των δεδομένων που κωδικοποιήθηκαν σε συνθετικό DNA και μετά αποκωδικοποιήθηκαν, αλλά το σε πόσο χώρο έγινε αυτό: Με την κωδικοποίησή τους, τα δεδομένα κατέλαβαν μια θέση σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα «πολύ μικρότερη από τη μύτη ενός μολυβιού» σύμφωνα με τον Ντάγκλας Καρμέαν, στέλεχος της Microsoft που έχει την επίβλεψη του project. Η ομάδα των ερευνητών αποθήκευσε ψηφιακές εκδόσεις έργων τέχνης, την Οικουμενική Διακήρυξη των Ανθρωπίνων Δικαιωμάτων σε πάνω από 100 γλώσσες, τα κορυφαία 100 βιβλία του Project Guttenberg και τη βάση δεδομένων DNA του Crop Trust.Σημαντικό πλεονέκτημα του DNA ως μέσου αποθήκευσης σε σχέση με τα συμβατικά είναι η αντοχή του στον χρόνο: Ενδεικτικά, το DNA των μαμούθ ήταν αναγνώσιμο πολλές χιλιάδες χρόνια μετά την εξαφάνισή τους. «Όσο υπάρχει ζωή που βασίζεται σε DNA στον πλανήτη, θα μας ενδιαφέρει η ανάγνωσή του» λέει η Κάριν Στράους, επικεφαλής ερευνήτρια της Microsoft πάνω στο συγκεκριμένο πρόγραμμα.

Η βασική αρχή της αποθήκευσης δεδομένων στο DNA είναι η «μετάφραση» των δεδομένων από 1 και 0 στα «γράμματα» των τεσσάρων νουκλεοτιδικών βάσεων μιας αλυσίδας DNA: (Α)δενίνη, (Κ)υτοσίνη, (Γ)ουανίνη, (Θ)υμίνη. Η ανάγνωση αυτών των δεδομένων προϋποθέτει τη χρήση μιας τεχνικής (PCR) για την «ενίσχυση» των αλυσίδων που επιθυμείται να ανακτηθούν. Στη συνέχεια λαμβάνεται δείγμα και γίνεται αποκωδικοποίηση του DNA, με υπολογισμούς διόρθωσης λαθών. Η ομάδα της Microsoft και του UW είναι μόνο μία από τις πολλές που υπάρχουν στον κόσμο οι οποίες δουλεύουν πάνω στον συγκεκριμένο τομέα- και είναι γενική αποδοχή ότι υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος μπροστά.

http://www.naftemporiki.gr/story/1126942/rekor-apothikeusis-dedomenon-se-dna

Βιολόγοι και μηχανικοί στις ΗΠΑ κατάφεραν για πρώτη φορά να βρουν ένα τρόπο να αποθηκεύουν και να καταγράφουν το πολύπλοκο ιστορικό του παρελθόντος στο DNA των ανθρώπινων κυττάρων. Αυτό τους επέτρεψε να ανακαλούν τις «μνήμες» περασμένων συμβάντων, όπως η φλεγμονή ή η λοίμωξη. Πρόκειται για ένα σύστημα αποθήκευσης αναλογικής μνήμης, το πρώτο που μπορεί να καταγράψει τόσο τη διάρκεια, όσο και την ένταση παρελθόντων γεγονότων στα ανθρώπινα κύτταρα. Αυτό, μεταξύ άλλων, δίνει νέες δυνατότητες στους επιστήμονες να μελετήσουν πώς τα κύτταρα διαφοροποιούνται σε διαφορετικούς ιστούς κατά την ανάπτυξη του εμβρύου, πώς βιώνουν το στρες των περιβαλλοντικών συνθηκών και πώς υφίστανται γενετικές αλλαγές που καταλήγουν σε ασθένειες. Σε πρώτη φάση, η μέθοδος θα αξιοποιηθεί για την μελέτη της συμπεριφοράς ανθρωπίνων κυττάρων, ιστών και τροποποιημένων οργάνων. Προγραμματίζοντας τα κύτταρα να καταγράφουν πολλαπλά συμβάντα, οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να παρακολουθούν καλύτερα την εξέλιξη της φλεγμονής, της λοίμωξης ή του καρκίνου.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Τίμοθι Λου, αναπληρωτή καθηγητή των Τμημάτων Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Βιολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου ΜΙΤ, καθώς επίσης επικεφαλής της Ομάδας Συνθετικής Βιολογίας, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Science». «Τροποποιήσαμε τα ανθρώπινα κύτταρα έτσι ώστε να μπορούν να καταγράφουν την ιστορία τους», δήλωσε ο Λου. Πολλοί επιστήμονες έχουν έως τώρα βρει τρόπους να καταγράφουν ψηφιακές πληροφορίες στα ζωντανά κύτταρα. Χρησιμοποιώντας ένζυμα, προγραμματίζουν τα κύτταρα, έτσι ώστε αυτά να μεταβάλλουν τμήματα του DNA τους, όταν ένα συγκεκριμένο γεγονός συμβαίνει, όπως η έκθεση σε μια χημική ουσία. Όμως αυτή η μέθοδος αποκαλύπτει μόνο ότι κάτι συνέβη και όχι πόσο διήρκεσε, ούτε ποιά ένταση είχε. Η ομάδα του ΜΙΤ υπό τον Λου είχε στο παρελθόν καταγράψει στα βακτήρια τέτοιες πρόσθετες πληροφορίες (διάρκεια και ένταση περασμένων γεγονότων). Τώρα η νέα τεχνική πετυχαίνει το ίδιο πράγμα και στα ανθρώπινα κύτταρα, με τη βοήθεια της ισχυρής μεθόδου γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR.

http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=822657

ΣΧΕΤΙΚΟ: Μνήμη από DNA