Gipakita sa mga tigdukiduki gikan sa Microsoft ug sa Unibersidad sa Washington ang una nga hingpit nga awtomatiko, mabasa nga sistema sa pagtipig sa datos alang sa artipisyal nga gibuhat nga DNA. Kini usa ka hinungdanon nga lakang padulong sa pagbalhin sa bag-ong teknolohiya gikan sa mga laboratoryo sa panukiduki hangtod sa mga sentro sa datos sa komersyo.
Gipamatud-an sa mga developers ang konsepto sa usa ka yano nga pagsulay: malampuson nilang gi-encode ang pulong nga "hello" ngadto sa mga tipik sa usa ka sintetikong molekula sa DNA ug gibalik kini ngadto sa digital data gamit ang usa ka hingpit nga automated nga end-to-end nga sistema, nga gihulagway sa , gipatik niadtong Marso 21 sa Nature Scientific Reports.
Ang mga molekula sa DNA makatipig sa digital nga impormasyon sa taas kaayo nga mga densidad, nga mao, sa pisikal nga wanang nga daghang mga order sa magnitude nga mas gamay kay sa giokupar sa modernong mga sentro sa datos. Usa kini sa mga gisaad nga solusyon sa pagtipig sa daghang mga datos nga nahimo sa kalibutan matag adlaw, gikan sa mga rekord sa negosyo ug mga video sa cute nga mga hayop hangtod sa mga litrato sa medisina ug mga imahe gikan sa kawanangan.
Gisusi sa Microsoft ang mga paagi aron madugtong ang potensyal nga gintang tali ug gusto namo nga tipigan, ug ang among abilidad sa pagpreserbar kanila. Kini nga mga pamaagi naglakip sa pag-uswag sa mga algorithm ug mga teknolohiya sa pag-compute sa molekula alang sa . Kini magtugot sa tanang impormasyon nga gitipigan sa usa ka dako nga modernong data center nga mohaum sa usa ka luna nga halos sama sa gidak-on sa daghang dice.
"Ang among panguna nga katuyoan mao ang paglansad sa usa ka sistema nga, sa katapusan nga tiggamit, hapit parehas nga hitsura sa bisan unsang ubang sistema sa pagtipig sa panganod: ang kasayuran gipadala sa sentro sa datos ug gitipigan didto, ug dayon kini makita kung kinahanglan kini sa kliyente, β matod ni Sr. Microsoft tigdukiduki nga si Karin Strauss. "Aron mahimo kini, kinahanglan namon nga pamatud-an nga kini adunay praktikal nga kahulugan gikan sa usa ka panan-aw sa automation."
Ang impormasyon gitipigan sa sintetikong mga molekula sa DNA nga gihimo sa usa ka laboratoryo, imbes sa DNA sa mga tawo o ubang buhing mga butang, ug mahimong ma-encrypt sa dili pa ipadala sa sistema. Bisan kung ang mga komplikado nga makina sama sa mga synthesizer ug mga sequencer naghimo na sa mga hinungdan nga bahin sa proseso, daghan sa mga intermediate nga lakang hangtod karon nanginahanglan manwal nga pagtrabaho sa usa ka laboratoryo sa panukiduki. "Dili kini angay alang sa komersyal nga paggamit," miingon si Chris Takahashi, usa ka senior research fellow sa Paul Allen School of Computer Science and Engineering sa USF ().
"Dili nimo mahimo ang mga tawo nga magdagan libot sa data center nga adunay mga pipette, dali ra kaayo kini sa sayup sa tawo, mahal kaayo ug nagkinahanglag daghang espasyo," gipasabut ni Takahashi.
Aron kini nga pamaagi sa pagtipig sa datos mahimong masabtan sa komersyo, ang mga gasto sa duha ka DNA synthesis-pagmugna sa sukaranan nga mga bloke sa pagtukod sa makahuluganon nga mga han-ay-ug ang proseso sa pagsunud nga gikinahanglan sa pagbasa sa gitipigan nga impormasyon kinahanglan nga pakunhuran. Ang mga tigdukiduki nag-ingon nga kini ang direksyon .
Ang pag-automate usa pa ka hinungdanon nga piraso sa puzzle, nga naghimo sa pagtipig sa datos sa usa ka komersyal nga sukod ug labi ka barato, sumala sa mga tigdukiduki sa Microsoft.
Ubos sa pipila ka mga kondisyon, ang DNA mahimong molungtad og mas dugay kaysa modernong mga sistema sa pagtipig sa archival, nga nagdaot sa mga dekada. Ang ubang DNA nakalahutay sa dili kaayo maayo nga mga kahimtang sulod sa napulo ka libo ka tuigβsa mammoth tusks ug sa mga bukog sa unang mga tawo. Kini nagpasabot nga ang datos mahimong tipigan sa ingon niini nga paagi samtang ang tawo anaa pa.
Ang automated DNA storage system naggamit sa software nga gihimo sa Microsoft ug sa University of Washington (UW). Gibag-o niini ang mga usa ug mga sero sa digital data ngadto sa mga han-ay sa mga nucleotides (A, T, C ug G), nga mao ang "mga bloke sa pagtukod" sa DNA. Gigamit dayon sa sistema ang barato, kasagaran wala sa estante, mga kagamitan sa laboratoryo aron masuplay ang kinahanglan nga mga pluwido ug mga reagents sa usa ka synthesizer, nga nagkolekta sa hinimo nga mga tipik sa DNA ug gibutang kini sa usa ka sudlanan nga tipiganan.
Sa diha nga ang sistema kinahanglan nga mokuha sa impormasyon, kini magdugang sa ubang mga kemikal aron sa hustong pag-andam sa DNA ug mogamit sa microfluidic pumps sa pagduso sa mga pluwido ngadto sa mga bahin sa sistema nga mobasa sa mga han-ay sa mga molekula sa DNA ug mag-usab niini ngadto sa impormasyon nga masabtan sa usa ka computer. Ang mga tigdukiduki nag-ingon nga ang katuyoan sa proyekto dili aron pamatud-an nga ang sistema mahimoβg molihok nga dali o barato, apan aron ipakita nga posible ang automation.
Usa sa labing klaro nga mga benepisyo sa usa ka automated nga sistema sa pagtipig sa DNA mao nga kini nagpagawas sa mga siyentipiko sa pagsulbad sa mga komplikado nga mga problema nga dili mag-usik sa oras sa pagpangita sa mga botelya sa reagents o ang monotony sa pagdugang sa mga tinulo sa likido sa mga tubo sa pagsulay.
"Ang pagbaton sa usa ka automated nga sistema sa pagbuhat sa balik-balik nga buhat nagtugot labs sa pag-focus direkta sa research ug pagpalambo sa bag-ong mga estratehiya sa innovate mas paspas," miingon ang Microsoft tigdukiduki Bihlin Nguyen.
Team gikan sa Laboratory of Molecular Information Systems (MISL) nagpakita na nga kini makatipig og mga litrato sa mga iring, nindot nga mga buhat sa literatura, ug gi-archive ang mga rekord sa DNA ug gikuha kini nga mga file nga walaβy mga sayup. Hangtod karon, nakahimo sila sa pagtipig sa 1 gigabyte nga datos sa DNA, gibunalan .
Ang mga tigdukiduki nakahimo usab og mga pamaagi alang sa sama sa pagpangita ug pagkuha lamang sa mga hulagway nga adunay sulod nga mansanas o berde nga bisikleta gamit ang mga molekula mismo, nga dili ibalik ang mga file balik sa digital format.
"Kini luwas nga isulti nga kita nagsaksi sa pagkahimugso sa usa ka bag-ong matang sa sistema sa kompyuter, diin ang mga molekula gigamit alang sa pagtipig sa datos ug mga elektroniko alang sa pagkontrol ug pagproseso. Kini nga kombinasyon nagbukas sa makaiikag kaayo nga mga posibilidad alang sa umaabot, "miingon ang propesor sa Allen School sa University of Washington. .
Dili sama sa silicon-based computing system, ang DNA-based storage ug computing system kinahanglang mogamit ug fluid aron mapalihok ang mga molekula. Apan ang mga likido lahi sa kinaiyahan gikan sa mga electron ug nagkinahanglan og bug-os nga bag-ong teknikal nga mga solusyon.
Ang Unibersidad sa Washington team, sa pakigtambayayong sa Microsoft, naghimo usab og usa ka programmable nga sistema nga nag-automate sa mga eksperimento sa laboratoryo pinaagi sa paggamit sa mga kabtangan sa elektrisidad ug tubig aron mapalihok ang mga tinulo sa usa ka grid sa mga electrodes. Usa ka kompleto nga set sa software ug hardware nga gitawag , makasagol, makabulag, makapainit o makapabugnaw sa nagkalain-laing likido ug makabuhat ug mga protocol sa laboratoryo.
Ang katuyoan mao ang pag-automate sa mga eksperimento sa laboratoryo nga karon gihimo nga mano-mano o pinaagi sa mahal nga mga robot nga nagdumala sa likido ug makunhuran ang mga gasto.
Ang sunod nga mga lakang para sa MISL team naglakip sa pag-integrate sa usa ka simple, end-to-end automated system nga adunay mga teknolohiya sama sa Purple Drop, ingon man uban pang mga teknolohiya nga makapahimo sa pagpangita sa mga molekula sa DNA. Ang mga tigdukiduki tinuyo nga naghimo sa ilang automated system nga modular aron kini molambo samtang ang mga bag-ong teknolohiya alang sa DNA synthesis, sequencing ug manipulasyon mitumaw.
"Usa sa mga benepisyo niini nga sistema mao nga kung gusto naton ilisan ang usa sa mga bahin sa usa ka butang nga bag-o, mas maayo o mas paspas, mahimo ra naton i-plug ang bag-ong bahin," ingon ni Nguyen. "Kini naghatag kanamo labi nga pagka-flexible alang sa umaabot."
Ibabaw nga hulagway: Ang mga tigdukiduki gikan sa Microsoft ug sa Unibersidad sa Washington nagrekord ug nag-ihap sa pulong "hello", gamit ang una nga hingpit nga awtomatiko nga sistema sa pagtipig sa datos sa DNA. Kini usa ka hinungdanon nga lakang sa pagbalhin sa bag-ong teknolohiya gikan sa mga laboratoryo ngadto sa mga sentro sa datos sa komersyo.
Source: www.habr.com