Microsoft və Vaşinqton Universitetinin tədqiqatçıları süni şəkildə yaradılmış DNT üçün ilk tam avtomatlaşdırılmış, oxuna bilən məlumat saxlama sistemini nümayiş etdiriblər. Bu, yeni texnologiyanın tədqiqat laboratoriyalarından kommersiya məlumat mərkəzlərinə keçməsi istiqamətində mühüm addımdır.
Tərtibatçılar konsepsiyanı sadə bir sınaqla sübut etdilər: onlar "salam" sözünü sintetik DNT molekulunun fraqmentlərinə uğurla kodlaşdırdılar və tam avtomatlaşdırılmış uçdan-uca sistemdən istifadə edərək onu yenidən rəqəmsal məlumatlara çevirdilər. , Martın 21-də Nature Scientific Reports jurnalında dərc olunub.
DNT molekulları rəqəmsal məlumatları çox yüksək sıxlıqda, yəni müasir məlumat mərkəzlərinin tutduğundan çox kiçik ölçüdə olan fiziki məkanda saxlaya bilir. Bu, biznes qeydlərindən və sevimli heyvanların videolarından tutmuş tibbi fotoşəkillərə və kosmosdan çəkilmiş şəkillərə qədər dünyanın hər gün yaratdığı böyük həcmdə məlumatların saxlanması üçün perspektivli həllərdən biridir.
Microsoft, potensial fərqi aradan qaldırmağın yollarını araşdırır və biz onları qorumaq istəyirik və onları qoruyub saxlamaq qabiliyyətimizdir. Bu üsullara alqoritmlərin və molekulyar hesablama texnologiyalarının inkişafı daxildir . Bu, böyük bir müasir məlumat mərkəzində saxlanılan bütün məlumatları təxminən bir neçə zər ölçüsündə bir yerə sığdırmağa imkan verəcəkdir.
“Bizim əsas məqsədimiz, son istifadəçi üçün demək olar ki, hər hansı digər bulud saxlama sistemi ilə eyni görünəcək bir sistemi işə salmaqdır: məlumat məlumat mərkəzinə göndərilir və orada saxlanılır və sonra sadəcə müştəri ehtiyac duyduqda görünür, "Microsoft tədqiqatçısı Karin Strauss deyir. "Bunu etmək üçün biz bunun avtomatlaşdırma baxımından praktik mənada olduğunu sübut etməli idik."
Məlumat insan və ya digər canlıların DNT-sində deyil, laboratoriyada yaradılmış sintetik DNT molekullarında saxlanılır və sistemə göndərilməzdən əvvəl şifrələnə bilir. Sintezatorlar və sekvenserlər kimi mürəkkəb maşınlar artıq prosesin əsas hissələrini yerinə yetirsə də, aralıq mərhələlərin çoxu indiyədək tədqiqat laboratoriyasında əl əməyi tələb edirdi. USF-də Paul Allen Kompüter Elmləri və Mühəndisliyi Məktəbinin baş elmi işçisi Chris Takahashi, "Bu kommersiya istifadəsi üçün uyğun deyil" dedi.).
Takahashi izah etdi: "İnsanların məlumat mərkəzinin ətrafında pipetlərlə qaçması mümkün deyil, bu, insan səhvinə çox meyllidir, çox bahalıdır və çox yer tutur".
Bu məlumat saxlama metodunun kommersiya baxımından məna kəsb etməsi üçün həm DNT sintezinin - mənalı ardıcıllığın əsas tikinti bloklarının yaradılmasının - həm də saxlanılan məlumatları oxumaq üçün lazım olan ardıcıllıq prosesinin xərcləri azaldılmalıdır. Tədqiqatçılar bunun istiqamət olduğunu deyirlər .
Microsoft tədqiqatçılarının fikrincə, avtomatlaşdırma tapmacanın digər əsas hissəsidir və məlumatların saxlanmasını kommersiya miqyasında və daha sərfəli edir.
Müəyyən şəraitdə DNT onilliklər ərzində deqradasiyaya uğrayan müasir arxiv saxlama sistemlərindən daha uzun müddət davam edə bilər. Bəzi DNT on minlərlə il ərzində ideal olmayan şəraitdə - mamont dişlərində və erkən insanların sümüklərində sağ qalmağı bacarıb. Bu o deməkdir ki, bəşəriyyət mövcud olduğu müddətdə məlumatlar bu şəkildə saxlanıla bilər.
Avtomatlaşdırılmış DNT saxlama sistemi Microsoft və Vaşinqton Universiteti (UW) tərəfindən hazırlanmış proqram təminatından istifadə edir. O, rəqəmsal məlumatların birlərini və sıfırlarını DNT-nin “tikinti blokları” olan nukleotidlərin (A, T, C və G) ardıcıllığına çevirir. Daha sonra sistem istehsal olunmuş DNT fraqmentlərini toplayan və onları saxlama qabına yerləşdirən sintezatoru zəruri maye və reagentlərlə təmin etmək üçün ucuz, əsasən hazır vəziyyətdə olan laboratoriya avadanlıqlarından istifadə edir.
Sistem məlumatı çıxarmaq lazım olduqda, DNT-ni düzgün hazırlamaq üçün başqa kimyəvi maddələr əlavə edir və mayeləri sistemin DNT molekullarının ardıcıllığını oxuyan hissələrinə itələmək və onları kompüterin başa düşə biləcəyi məlumatlara çevirmək üçün mikrofluidik nasoslardan istifadə edir. Tədqiqatçılar deyirlər ki, layihənin məqsədi sistemin tez və ya ucuz işləyə biləcəyini sübut etmək deyil, sadəcə olaraq avtomatlaşdırmanın mümkün olduğunu göstərməkdir.
Avtomatlaşdırılmış DNT saxlama sisteminin ən bariz üstünlüklərindən biri odur ki, o, alimləri reagent şüşələrini axtarmağa və ya sınaq borularına damcı maye əlavə etmək monotonluğuna vaxt itirmədən mürəkkəb problemləri həll etməkdən azad edir.
“Təkrarlanan işlərin görülməsi üçün avtomatlaşdırılmış sistemə malik olmaq laboratoriyalara bilavasitə tədqiqata fokuslanmağa və daha sürətli innovasiya üçün yeni strategiyalar hazırlamağa imkan verir”, - Microsoft tədqiqatçısı Bihlin Nguyen bildirib.
Molekulyar İnformasiya Sistemləri Laboratoriyasının komandası (MISL) artıq nümayiş etdirib ki, o, pişiklərin fotoşəkillərini, gözəl ədəbiyyat əsərlərini, və arxivləşdirilmiş DNT qeydlərini və bu faylları səhvsiz çıxarın. Bu günə qədər onlar döyülərək DNT-də 1 gigabayt məlumat saxlaya biliblər .
Tədqiqatçılar üçün üsullar da inkişaf etdirdilər faylları rəqəmsal formata çevirmədən molekulların özlərindən istifadə edərək yalnız alma və ya yaşıl velosiped olan şəkilləri tapmaq və əldə etmək kimi.
“Əminliklə demək olar ki, biz molekulların məlumatların saxlanması üçün, elektronikanın isə nəzarət və emal üçün istifadə edildiyi yeni tipli kompüter sisteminin doğulmasının şahidi oluruq. Bu birləşmə gələcək üçün çox maraqlı imkanlar açır”, – Vaşinqton Universitetinin Allen Məktəbinin professoru bildirib. .
Silikon əsaslı hesablama sistemlərindən fərqli olaraq, DNT əsaslı saxlama və hesablama sistemləri molekulları hərəkət etdirmək üçün mayelərdən istifadə etməlidir. Lakin mayelər təbiətcə elektronlardan fərqlidir və tamamilə yeni texniki həllər tələb edir.
Vaşinqton Universitetinin komandası, Microsoft ilə əməkdaşlıq edərək, elektrodlar şəbəkəsi üzərində damcıları hərəkət etdirmək üçün elektrik və suyun xüsusiyyətlərindən istifadə edərək laboratoriya təcrübələrini avtomatlaşdıran proqramlaşdırıla bilən sistem hazırlayır. adlı proqram və aparat tam dəsti , müxtəlif mayeləri qarışdıra, ayıra, qızdıra və ya soyuta və laboratoriya protokollarını yerinə yetirə bilər.
Məqsəd hazırda əl ilə və ya bahalı maye idarə edən robotlar tərəfindən yerinə yetirilən laboratoriya təcrübələrini avtomatlaşdırmaq və xərcləri azaltmaqdır.
MISL komandası üçün növbəti addımlara sadə, uçdan-uca avtomatlaşdırılmış sistemin Purple Drop kimi texnologiyalarla, eləcə də DNT molekullarının axtarışını təmin edən digər texnologiyalarla inteqrasiyası daxildir. Tədqiqatçılar qəsdən avtomatlaşdırılmış sistemi modullaşdırdılar ki, DNT sintezi, ardıcıllığı və manipulyasiyası üçün yeni texnologiyalar ortaya çıxdıqca təkamül edə bilsin.
"Bu sistemin üstünlüklərindən biri odur ki, hissələrdən birini yeni, daha yaxşı və ya daha sürətli bir şeylə əvəz etmək istəsək, sadəcə yeni hissəni qoşa bilərik" dedi Nguyen. "Bu, bizə gələcək üçün daha çox çeviklik verir."
Üst şəkil: Microsoft və Vaşinqton Universitetinin tədqiqatçıları "sözünü qeyd edib saydılar"salam", ilk tam avtomatlaşdırılmış DNT məlumat saxlama sistemindən istifadə edərək. Bu, yeni texnologiyanın laboratoriyalardan kommersiya məlumat mərkəzlərinə keçməsində əsas addımdır.
Mənbə: www.habr.com