Zapisali sonety Szekspira w DNA. Alternatywa dla CD i dysków pamięci?

Naukowcy przekonują, że sekwencja DNA może być nośnikiem danych cyfrowych

Poezja, artykuł naukowy, nagranie, zdjęcie własnego instytutu - takie informacje brytyjscy badacze zapisali w sekwencji DNA, a następnie bez problemów z niej odtworzyli. Przekonują, że taka metoda molekularnego przechowywania danych może być idealna do magazynowania dużych ilości informacji nawet przez tysiące lat. Jedną z zalet jest ogromna pojemność DNA - jeden gram jego sekwencji pomieści taką ilość informacji, dla której potrzebowalibyśmy aż 3 mln płyt CD.

Zespół naukowców z Europejskiego Instytutu Bioinformatyki (EIB) w Hinxton niedaleko Cambridge przeprowadził eksperyment, podczas którego w sekwencji DNA zakodowano sporą ilość informacji pochodzących z różnych rodzajów zapisu. Następnie bez problemów, ze stuprocentową dokładnością, odzyskali te dane z cząsteczki DNA. Całe doświadczenie opisali w czasopiśmie "Nature".

760 kB w niewidocznej drobinie

Badacze wykorzystali 26-sekundowy fragment słynnej antyrasistowskiej przemowy Martina Luthera Kinga "I Have a Dream", zapisane w formacie jpg zdjęcie swojego instytutu, artykuł naukowy z 1953 r. opisujący strukturę DNA w formacie pdf, plik tekstowy zawierający wszystkie sonety Szekspira i plik z informacjami o systemie kodującym.

Wszystkie te informacje, które łącznie na dysku komputera zajmowały około 760 kB zamknęli w cząsteczce DNA, która fizycznie jest mniejsza od drobinki kurzu. Jak podkreślił jeden z badaczy Nick Goldman, to niezwykle "gęsty" nośnik. Dodał, że jeden gram DNA może być w stanie pomieścić około dwóch petabajtów danych - czyli tyle, co około 3 mln płyt CD.

Małe wymagania, zero konserwacji

- Wspaniałą właściwością DNA jest to, że nie potrzeba żadnej elektryczności do jego przechowywania - podkreślił z kolei należący do zespołu badawczego dr Ewan Birney. - Jeśli pozostaje w chłodnym, suchym i ciemnym otoczeniu, może przetrwać bardzo długi czas. Wiemy to, bo sekwencjonujemy DNA mamuta włochatego, które przez przypadek znajdowało się w takich warunkach - wyjaśniał.

Według badaczy metoda przechowywania molekularnego może być szczególnie przydatna dla archiwizowania danych historycznych i rządowych. Wiele z nich nie jest potrzebnych na co dzień, ale muszą być zachowane. Zakodowanie w DNA umożliwi ich bezpieczne utrzymanie do czasu, aż przyjdzie potrzeba z nich skorzystać.

Taka forma przechowywania nie wymaga stałej konserwacji – inaczej niż w przypadku innych nośników takich jak twarde dyski czy taśma magnetyczna. Ponadto według naukowców powszechność cząsteczki DNA gwarantuje, że nie pojawi się problem niedopasowania technologicznego, który po upływie długiego czasu mógłby uniemożliwić odczytanie danych.

Amerykanie też testują

- Uważamy, że dopóki na Ziemi istnieje życie oparte na DNA, zawsze znajdzie się technologia pozwalająca na odczytanie z niego informacji, choć wymaga to pewnego zaawansowania - skomentował dr Birney.

Eksperyment brytyjskich badaczy to nie pierwszy przypadek, kiedy DNA zostało użyte do zakodowania zwykłych informacji – takich, jakie mamy zapisane w naszych komputerach. Np. w zeszłym roku amerykańscy badacze opublikowali w "Science Magazine" wyniki podobnego doświadczenia, w którym zarchiwizowali w ten sposób całą książkę.

Brytyjski zespół użył nieco innych technik, ale przy tym zbadał głębiej niektóre zagadnienia związane ze skalowalnością i funkcjonalnością.

Jeden "alfabet", różne "języki"

Podstawą tej metody jest wykorzystanie sekwencji nukleotydów. Określa ona kolejność występowania zasad w kwasach nukleinowych tworzących cząsteczkę DNA. Tym samym stanowi kod, czyli sposób zapisu informacji genetycznej o kolejności aminokwasów w białkach. To informacje potrzebne żywemu organizmowi do powstania i funkcjonowania.

System zapisu danych testowany przez Europejski Instytut Bioinformatyki wykorzystuje "znaki" tego kodu, ale w zupełnie innym układzie. Można to porównać do sytuacji, kiedy różne języki wykorzystują litery tego samego alfabetu - każdy stosuje je w innych kompozycjach.

Żeby można było zapisać w cząsteczce DNA pliki z komputera - dokument tekstowy, informację w systemie binarnym - musi ona najpierw zostać "przetłumaczona" na opracowany w EIB kod. Następnie maszyna syntetyzująca DNA wytwarza według niego odpowiednią sekwencję.

Jedyny problem: cena

Nie stanowi ona jednolitej, długiej cząsteczki, tylko wielokrotne kopie zachodzących na siebie fragmentów, z których każdy zawiera wskazówki o tym, w jakim miejscu całej sekwencji powinien się znaleźć. To rodzaj zabezpieczenia, bo nawet jeśli niektóre fragmenty zostaną utracone, nie spowoduje to utraty danych.

Do odczytania zapisanych w ten sposób informacji stosuje się standardowe urządzenia używane w laboratoriach biologii molekularnej.

Naukowcy przyznają, że koszty związane z syntetyzowaniem cząstek DNA w laboratorium sprawiają, że obecnie ten sposób przechowywania informacji jest niesamowicie drogi. Twierdzą jednak, że nowe, szybsze technologie już wkrótce staną się bardziej przystępne, szczególnie dla archiwizacji długoterminowej.

Autor: js/mj / Źródło: bbc.co.uk

Pozostałe wiadomości

Kolejne dni przyniosą nam sporo zmian w pogodzie. Przede wszystkim nad Polskę nadciągnie porcja cieplejszego powietrza, przez którą miejscami temperatura wzrośnie do nawet 14 stopni Celsjusza. Jak długo potrwa to ocieplenie?

Będzie nawet 14 stopni. Jak długo potrwa ocieplenie

Będzie nawet 14 stopni. Jak długo potrwa ocieplenie

Źródło:
tvnmeteo.pl

IMGW ostrzega przed oblodzeniem. W prawie całej Polsce w nocy spodziewane są trudne warunki drogowe, a w części regionów dodatkowym zagrożeniem okaże się silny wiatr. Sprawdź, gdzie zachować szczególną ostrożność.

Ostrzeżenia IMGW. Na drogach i chodnikach będzie bardzo ślisko

Ostrzeżenia IMGW. Na drogach i chodnikach będzie bardzo ślisko

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Pogoda na jutro, czyli na sobotę 23.11. W nocy niebo będzie przeważnie zachmurzone. Możemy spodziewać się lokalnych opadów śniegu lub śniegu z deszczem. Dzień również przyniesie nam pochmurną aurę, a miejscami da się nam we znaki silny wiatr.

Pogoda na jutro - sobota 23.11. Nocą mróz i śnieg, w dzień silny wiatr

Pogoda na jutro - sobota 23.11. Nocą mróz i śnieg, w dzień silny wiatr

Źródło:
tvnmeteo.pl

Intensywne opady śniegu spowodowały paraliż komunikacyjny w środkowej i północnej Francji. W okolicach Paryża doszło do karambolu z udziałem kilku pojazdów, ponad 30 osób zostało rannych. Ogromne korki powstały także na kilku autostradach - w jednym miejscu utknęło ponad dwa tysiące samochodów ciężarowych.

Ponad dwa tysiące ciężarówek utknęło w korku

Ponad dwa tysiące ciężarówek utknęło w korku

Źródło:
Le Monde

Ulewy spowodowały utrudnienia komunikacyjne na Cyprze. W nocy z czwartku na piątek w rejonie miasta Limassol doszło do podtopień i osuwisk, których skutki były sprzątane cały dzień. W weekend meteorolodzy prognozują kolejne intensywne opady deszczu.

Ulewy w cypryjskim kurorcie. Część dróg zalało, część zablokowały osuwiska

Ulewy w cypryjskim kurorcie. Część dróg zalało, część zablokowały osuwiska

Źródło:
KNEWS Kathimerini, Cyprus Mail

Pingwin cesarski Gus, który na początku miesiąca przypłynął do Australii, wrócił na wolność. Ptak znalazł się ponad 3000 kilometrów od domu - na wolności gatunek ten występuje jedynie na Antarktydzie. Wyczerpane i niedożywione zwierzę odzyskało siły pod okiem specjalistów.

Pionier wśród pingwinów wrócił na wolność. "To było wspaniałe uczucie"

Pionier wśród pingwinów wrócił na wolność. "To było wspaniałe uczucie"

Źródło:
ABC News Australia, DBCA

Zima zawitała także na Węgry. Biało zrobiło się w prawie całym kraju, a miejscami spadło ponad 20 centymetrów śniegu. W nocy z czwartku na piątek w części kraju obowiązywały ostrzeżenia meteorologiczne. Od rana występowały poważne utrudnienia komunikacyjne.

W nocy napadało 20 centymetrów śniegu. Paraliż na węgierskich drogach

W nocy napadało 20 centymetrów śniegu. Paraliż na węgierskich drogach

Źródło:
Daily News Hungary, index.hu

Śnieżna aura utrzymuje się nad Polską. Od piątkowego poranka w wielu regionach pada śnieg, który ma szansę utrzymać się jeszcze przez chwilę. Wiele osób, w tym Reporterzy24, zdecydowało się spędzić czas na świeżym powietrzu.

"Jest pięknie, bardzo się cieszę"

"Jest pięknie, bardzo się cieszę"

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

Kalifornia musi zmierzyć się z ulewami i śnieżycami wywołanymi przez tak zwaną rzekę atmosferyczną. Jak podaje stacja CNN, w północnej części tego stanu mogą zostać odnotowane rekordowo wysokie opady deszczu.

Rzeka atmosferyczna może sprowadzić ulewy i śnieżyce

Rzeka atmosferyczna może sprowadzić ulewy i śnieżyce

Źródło:
CNN, Reuters

Wielka Pacyficzna Plama Śmieci gromadzi w rosnącym tempie nieduże, centymetrowej wielkości kawałki plastiku pochodzące z różnych części świata. Rośnie zagrożenie dla miejscowego ekosystemu i potencjalnie - dla globalnego systemu obiegu węgla.

Masa plastikowych odpadów w rejonie Pacyficznej Plamy Śmieci wzrosła prawie pięciokrotnie

Masa plastikowych odpadów w rejonie Pacyficznej Plamy Śmieci wzrosła prawie pięciokrotnie

Źródło:
PAP, theoceancleanup.com, iopscience.iop.org

Paraliż komunikacyjny, przerwy w dostawie energii elektrycznej oraz w działaniu sieci komórkowych to skutki śnieżyc, które w czwartek przeszły przez Finlandię. Prądu zostało pozbawionych nawet 80 tysięcy odbiorców.

Atak zimy. 80 tysięcy odbiorców bez prądu, nie jeżdżą pociągi

Atak zimy. 80 tysięcy odbiorców bez prądu, nie jeżdżą pociągi

Źródło:
PAP

Śnieg ostatniej nocy i w czwartek zasypał Irlandię. Warunki na drogach znacznie się pogorszyły. Synoptycy teraz ostrzegają przed mrozem, a na horyzoncie widać ulewne opady deszczu i wichury.

Zasypało Irlandię. Teraz idą na nią ulewy i wichury

Zasypało Irlandię. Teraz idą na nią ulewy i wichury

Źródło:
ENEX, The Irish Times, tvnmeteo.pl

Intensywne opady śniegu spowodowały w czwartek duże opóźnienia na paryskim lotnisku Roissy-Charles-de-Gaulle. Przewoźników poproszono o odwołanie 10 procent zaplanowanych na czwartek połączeń - poinformowała agencja AFP.

Duże utrudnienia na paryskim lotnisku. Przez śnieg

Duże utrudnienia na paryskim lotnisku. Przez śnieg

Źródło:
PAP, meteofrance.com, tvnmeteo.pl

W nocy ze środy na czwartek doszło do kolejnej erupcji wulkanu na półwyspie Reykjanes w południowo-zachodniej Islandii. Wybuch poprzedziła seria niewielkich trzęsień ziemi. W związku z erupcją wprowadzono stan alarmowy i ewakuowano około 60 osób z miejscowości Grindavik.

Czerwona łuna widoczna z Reykjaviku

Czerwona łuna widoczna z Reykjaviku

Źródło:
PAP, Iceland News, Time

Mieszkańcy północno-zachodnich regionów USA oraz części Kanady od wtorku zmagają się z niebezpiecznymi warunkami związanymi z uderzeniem potężnej bomby cyklonowej. Żywioł niesie za sobą wichury oraz ekstremalne ulewy i jest oceniany jako jeden z najsilniejszych od lat. Najnowsze informacje mówią o dwóch ofiarach śmiertelnych.

"Bałem się, że zostanę uderzony latającymi odłamkami"

"Bałem się, że zostanę uderzony latającymi odłamkami"

Źródło:
Reuters, CNN, NBC News, PAP

W północnej Hiszpanii potwierdzono pojawienie się szerszenia Vespa soror. Jeśli ten inwazyjny gatunek zacznie występować powszechnie, może zagrozić miejscowym owadom - ostrzegają naukowcy.

W Europie odkryto nowy gatunek szerszenia. Może zagrozić rodzimym owadom

W Europie odkryto nowy gatunek szerszenia. Może zagrozić rodzimym owadom

Źródło:
PAP, Ecology and Evolution

84 procent huraganów, które pojawiły się na Oceanie Atlantyckim w latach 2019-2023, zostało wzmocnionych przez zmianę klimatu - wynika z najnowszych badań naukowców.

"Jako ludzkość zostawiliśmy swoje odciski palców na każdym z tych huraganów"

"Jako ludzkość zostawiliśmy swoje odciski palców na każdym z tych huraganów"

Źródło:
Nature

Największa rakieta świata Starship odbyła we wtorek szósty lot testowy. Booster statku, czyli pierwszy stopień rakiety, nie został jednak przechwycony przez mechaniczne ramiona wieży startowej, tak jak planowano.

Megarakieta poleciała, ale nie wszystko się udało. Pojawił się nietypowy gość

Megarakieta poleciała, ale nie wszystko się udało. Pojawił się nietypowy gość

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, SpaceX, tvnmeteo.pl

Tygrys syberyjski zaatakował rolnika w jednej z wiosek na północnym wschodzie Chin. Mężczyzna został ugryziony w rękę. To niejedyna niebezpieczna sytuacja z udziałem tych zwierząt, do jakiej doszło w tej okolicy. Władze wystosowały ostrzeżenie dla mieszkańców.

Tygrys ugryzł mężczyznę, władze ostrzegają mieszkańców

Tygrys ugryzł mężczyznę, władze ostrzegają mieszkańców

Źródło:
Reuters, Global Times, chinadaily.com

We wtorek nad ranem na niebie można było dostrzec księżycowe halo. To rzadkie i efektowne zjawisko zarejestrowano między innymi w Wielkopolsce. Na Kontakt24 otrzymaliśmy wyjątkowe zdjęcia.

Świetlisty krąg otoczył Księżyc

Świetlisty krąg otoczył Księżyc

Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Co najmniej osiem osób zginęło w wyniku przejścia tajfunu Man-yi nad Filipinami. W trakcie ubiegłego weekendu żywioł uderzył w ląd dwukrotnie, niosąc potężne ulewy i porywisty wiatr. W wielu regionach rozpoczęło się wielkie sprzątanie i liczenie strat. Lokalne władze zaapelowały o pomoc dla poszkodowanych mieszkańców.

"Nie pozbierali się po poprzednich kataklizmach, kiedy uderzył supertajfun"

"Nie pozbierali się po poprzednich kataklizmach, kiedy uderzył supertajfun"

Źródło:
Reuters

Nagrania samotnego delfina pływającego w Morzu Bałtyckim wprawiły w zdumienie naukowców. Słychać na nich, jak ssak wydaje z siebie tysiące różnych dźwięków. Wśród ekspertów pojawiła się teoria, że z powodu odosobnienia mógł on rozmawiać sam ze sobą. Inni uważają, że była to próba skomunikowania się z innymi delfinami.

Samotny delfin w Bałtyku wydawał z siebie tysiące dźwięków

Samotny delfin w Bałtyku wydawał z siebie tysiące dźwięków

Źródło:
Livescience

Dwie osoby zginęły, a ponad 100 tysięcy mieszkańców zostało poszkodowanych w wyniku przejścia burzy tropikalnej Sara przez Honduras. Wiele miejsc jest odciętych od świata po ulewach. Na najbliższe dni zapowiadane są kolejne opady deszczu.

Takich opadów dawno tu nie było. Nie żyją dwie osoby

Takich opadów dawno tu nie było. Nie żyją dwie osoby

Źródło:
CNN Espanol, Diario1, EFE

W Ekwadorze wprowadzono 60-dniowy stan wyjątkowy. W kraju szaleją pożary, brakuje wody i panuje susza. W listopadzie ogień strawił ponad 10 tysięcy hektarów roślinności. Mieszkańcy borykają się też z częstymi przerwami w dostępie do energii elektrycznej.

Pożary, susza, brak prądu. Ogłosili 60-dniowy stan wyjątkowy

Pożary, susza, brak prądu. Ogłosili 60-dniowy stan wyjątkowy

Źródło:
PAP, Reuters

Do nietypowego zdarzenia doszło na lotnisku w Ponta Delgada na Azorach. Po pokładzie jednego z samolotów rozpierzchło się ponad 100 chomików. Maszyna przez pięć dni nie mogła wylecieć do stolicy Portugalii.

Ponad 100 chomików uziemiło samolot na Azorach

Ponad 100 chomików uziemiło samolot na Azorach

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Naukowcom po raz pierwszy udało się eksperymentalnie udowodnić społeczne uczenie się u zwierząt niebędących ludźmi, wynikające ze zmiany środowiska. Najnowsze badania ekspertów z Instytutu Maxa Plancka wykazały, że sikorki bogatki po migracji błyskawicznie poznawały nowe zachowania od lokalnej, dopiero co poznanej społeczności.

Sprawili, że ptaki nauczyły się nowych zachowań. Bez tego by się to nie udało

Sprawili, że ptaki nauczyły się nowych zachowań. Bez tego by się to nie udało

Źródło:
ScienceDaily

Ocean wyrzucił na brzeg w Kalifornii rzadką rybę - przedstawicielkę występującego w głębinach gatunku z rodziny Regalecidae, nazywaną "rybą zagłady". Czemu zawdzięcza reputację "przepowiadacza" naturalnych katastrof?

"Ryba zagłady" znaleziona na brzegu oceanu

"Ryba zagłady" znaleziona na brzegu oceanu

Źródło:
NBC News, CBS News tvn24.pl

Naukowcy przedstawili pierwsze szczegółowe wyniki badań próbek z niewidocznej strony Księżyca dostarczonych przez chińską sondę Chang'e 6. Analiza ich składu wskazała, że między trzema a czterema miliardami lat temu trwała tam aktywność wulkaniczna. To kluczowe informacje dla zrozumienia wyraźnych różnic między półkulami Srebrnego Globu.

Co się dzieje na niewidocznej stronie Księżyca? Zbadano pierwsze próbki

Co się dzieje na niewidocznej stronie Księżyca? Zbadano pierwsze próbki

Źródło:
PAP, CNN, tvnmeteo.pl