Книга, помещенная в ДНК: ученый-генетик закодировал свою книгу на языке всей жизни

С помощью ультрасовременных технологий расшифровки последовательностей и инновационной стратегии кодирования ученому-генетику из Гарварда удалось закодировать свою книгу на языке всей жизни – в ДНК, причем объем этих данных в 1000 раз превысил все предыдущие подобные достижения.

Хотя до 2 октября 2012 г. последняя книга Джорджа Черча и не била рекорды продаж в книжных магазинах, количество ее копий превысило ошеломляющую отметку в 70 миллиардов экземпляров. Это приблизительно в три раза больше всех вместе взятых копий 100 бестселлеров всех времен и народов. И все эти копии можно было бы уместить на ногте вашего большого пальца.

Книга, помещенная в ДНК

А все потому, что Джордж Черч, Роберт Винтроп (профессор генетики Гарвардского медицинского колледжа), один из сотрудников Института биомедицины Висса при Гарвардском университете и члены их команды закодировали книгу «Перерождение: как синтетическая биология сможет преобразить природу и нас самих» в ДНК, которую они затем прочитали и скопировали.

Биологический банк данных, ДНК, давно уже привлекает ученых своим потенциалом хранения данных, ведь она обладает фантастической плотностью хранения данных, стабильностью, энергетической эффективностью и способна хранить данные примерно 3,5 миллиарда лет. Несмотря на то, что это был уже далеко не первый проект, призванный продемонстрировать потенциал ДНК с точки зрения хранения данных, команде Черча удалось объединить ультрасовременную технологию расшифровки последовательностей ДНК и новейшую технологию кодирования, благодаря чему они записали в ДНК самое большое количество данных – примерно в 1000 раз больше, чем это удавалось ученым ранее.

Команда сообщила о результатах своей работы в выпуске издания Science от 17 августа. Чтобы сохранить текст, изображения и форматирование книги, ученые использовали двоичный код. Хотя объем этой информации примерно соответствует объему данных, который ранее вмещался на дискете 3,5 (А), плотность хранимой информации бьет все рекорды: 5,5 петабит (1 миллион гигабит) на кубический миллиметр.

«Плотность информации и ее объем выигрывают во всех сравнениях с другими экспериментальными методами хранения информации в сферах биологии и физики», – отмечает Шри Косури, один из старших научных сотрудников Института Висс и один из соавторов статьи. В этой команде ученых работал и Юан Гао, бывший научный сотрудник Института Висс, который на данный момент является доцентом биохимической инженерии в Университете Джона Хопкинса.

Там, где другие экспериментальные методики (например, квантовая голография) требуют невероятно низких температур и колоссальных энергозатрат, ДНК-технология сохраняет стабильность и при комнатной температуре. «Ее можно оставить где угодно: в пустыне или у себя дома на заднем дворе – там же вы ее найдете и 400 тысяч лет спустя», – утверждает Черч.

Теоретически, примерно в четыре грамма ДНК можно вместить все цифровые данные, произведенные всем человечеством за один год.

Считывать информацию с ДНК и записывать ее получается медленнее, чем с помощью других средств, поэтому ДНК лучше подходит для архивного хранения массивных объемов информации, чем для быстрого получения или обработки данных. «Представьте себе, что у вас повсюду стоят видеомагнитофоны, – говорит Черч. – Да хоть всю стену заставьте видеомагнитофонами, и никто к ним даже не подойдет. Но если произойдет что-то чрезвычайно хорошее или что-то крайне плохое, вам захочется к ним подойти, содрать их со стены и воспользоваться ими. Поэтому и крайне энергоэффективному и компактному носителю, находящемуся на молекулярном уровне, найдется такое применение, которое ранее было совершенно невозможным».

Теоретически, примерно в четыре грамма ДНК можно вместить все цифровые данные, произведенные всем человечеством за один год.

Хотя исследователи других проектов и ранее заносили данные в ДНК живой бактерии, команда Черча использовала искусственные ДНК-микрочипы, чтобы создать автономную ДНК. «Мы намеренно не использовали живые клетки, – отмечает Черч. – В живом организме информация занимает лишь крохотную часть клетки, поэтому в ней остается масса пустого пространства. Но, что еще более важно, при попадании ДНК в клетку, если новая информация не создана самой ДНК, и если она не является благоприятной с точки зрения эволюции, клетка начнет ее искажать и, в конце концов, полностью ее удалит».

В качестве еще одной отправной точки в своих исследованиях команда отказалась использовать технику секвенирования методом «выстрела из дробового ружья», с помощью которой последовательности в длинном отрезке ДНК устанавливаются в результате определения параллелей в коротких нитях. Вместо этого ученые применили технику, используемую в информационных технологиях, и закодировали книгу в виде 96-битных блоков данных, каждый из которых имеет 19-битный адрес, который поможет впоследствии при считывании этой информации. Для того чтобы сохранить форматирование изображений в формате jpeg и HTML-файлов, код данной книги включил в себя 54 898 таких блоков данных, каждый из которых имеет уникальную последовательность ДНК. «Мы стремились показать, насколько много в современном мире нулей и единиц, а не только буквенных форм, от A до Я», – отметил Косури.

Команда ученых обсуждала возможность включения ДНК-копии в каждую печатную версию книги «Перерождение». Однако в тексте самой книги ее авторы, Джордж Черч и Эд Реджис, пишут о том, что к внедрению достижений синтетической биологии следует относиться с особой осторожностью, обеспечив контроль над ее продуктами и инструментами. Именно поэтому авторы решили не распространять ДНК-копии книги вместе с печатными изданиями – по крайней мере, до тех пор, пока не будет проведено публичное обсуждение безопасности, надежности и этичности использования ДНК подобным образом. «Может быть, мы сделаем это со следующей книгой», – отметил Черч.

ДНК-технологии в живой клетки отчетливо свидетельствуют о своем Создателе. Он — Бог чудес, и вся земля полна славы Господней!

«Ибо, что можно знать о Боге, явно для них, потому что Бог явил им. Ибо невидимое Его, вечная сила Его и Божество, от создания мира через рассматривание творений видимы, так что люди не имеют извинения». (Римлянам 1:19-20)





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта