“你好,世界”被成功编码 CRISPR技术将数据存入活细胞DNA

  “你好,天下”被乐成编码
  CRISPR手艺将数据存入活细胞DNA

  科技日报北京1月13日电 (记者冯卫东)据最新一期《自然·化学生物学》杂志报道,美国研究人员通过CRISPR手艺,将数字电子信号直接转换为存储在活细胞基因组中的遗传数据,这或是迈向开发用于历久数据存储新介质的要害一步。

  美国哥伦比亚大学研究团队使用CRISPR基因编辑手艺,将编码二进制数据(计算机用来存储数据的1和0)的特定DNA序列插入细菌细胞。通过将这些DNA序列的差别排列分配给差别英文字母,研究人员将文本新闻“hello world!”乐成编码进了大肠杆菌细胞内的DNA中。研究团队随后通过提取和测序细菌DNA解码了该新闻。

  该项事情建立在研究团队先前为大肠杆菌设计的基于CRISPR的细胞纪录仪的基础上,该纪录仪检测细胞内某些DNA序列的存在并将该信号纪录到生物体的基因组中。该系统包罗一个基于DNA的“传感模块”,该模块响应特定的生物信号而发生高水平的“触发序列”。这些序列被并入纪录仪的“DNA录音带”中以纪录信号。

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据悉,该型号作为航天科工集团先进无人机装备的拳头产品,是目前国际少有、国内唯一的一款高空高速长航时察打一体无人机,将开创无人机作战使用的新样式。该无人机采用了多项先进技术,航时、航程和载重等关键性能指标达到同等吨位量级无人机的国内领先、国际先进水平。

  研究团队在新研究中对传感模块举行了改装,使其可以与另一个对电信号作出反应的生物传感器配合使用。然后将大量细菌放入由一系列小单元组成的装备中,并露出于电信号下。

  当施加电压时,触发序列的水平升高,并纪录在DNA条形纪录带中。将具有高比例触发序列的延伸片断示意为二进制“1”,缺少这些序列则记为“0”,由此可将数字信息直接编码到细菌的基因组中。

  一个单元可以容纳的数据量很小,只有3位。因此,研究人员设计了一种方式,可以同时对具有差别3位数据的24个单独细菌群举行编码,共计72位。研究人员用它将文本新闻“hello world!”编码入细菌,并演示了对合并菌群举行测序并使用专门设计的分类器,可以98%的准确率检索到该信息。

  研究人员示意,活细胞内的DNA是一种更稳固的介质,可以在无法展望的条件下历久保留。保留在细胞外部的DNA可能被降解,而细菌具有适应环境转变的能力,而且可在恶劣的条件下生计。将数据存储在细胞中而不是在体外具有许多显著的利益。放大或复制数据要廉价得多,由于可以简朴地培育更多的细胞,而不必举行庞大的人工DNA合成,从而在短期内就可将系统的容量大规模扩展几个数量级。

  总编辑圈点

  基因物质自己就具备自然的数据存储介质,因此“活细胞硬盘”的想法,科学家早已有之。但在实际操作中,这一方式距离传统硬盘的存储容量另有距离。不外,活细胞一直能被视为下一代存储装备中的潜力股,缘故原由就是它的稳固与历久存储特征,科学家寄希望于未来可利用其举行长时间的分子事宜纪录和监控,从而进一步成为人类研究癌症、朽迈和有机体生长等的壮大工具。

【编辑:卞立群】

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