Léirigh taighdeoirí ó Microsoft agus Ollscoil Washington an chéad chóras stórála sonraí inléite go hiomlán uathoibrithe le haghaidh DNA a cruthaíodh go saorga. Is céim thábhachtach é seo i dtreo teicneolaíocht nua a aistriú ó shaotharlanna taighde go dtí ionaid sonraí tráchtála.
Chruthaigh na forbróirí an coincheap le tástáil shimplí: d'éirigh leo an focal "hello" a ionchódú i blúirí de mhóilín DNA sintéiseach agus é a thiontú ar ais go sonraí digiteacha ag baint úsáide as córas deireadh-go-deireadh go hiomlán uathoibrithe, a bhfuil cur síos air i , a foilsíodh 21 Márta i Nature Scientific Reports.
Is féidir le móilíní DNA faisnéis dhigiteach a stóráil ag dlúis an-ard, is é sin, sa spás fisiceach atá go leor orduithe méide níos lú ná an ceann atá in ionaid sonraí nua-aimseartha. Tá sé ar cheann de na réitigh a bhfuil gealladh fúthu chun an méid ollmhór sonraí a ghineann an domhan gach lá a stóráil, ó thaifid ghnó agus físeáin ainmhithe gleoite go grianghraif leighis agus íomhánna ón spás.
Tá Microsoft ag fiosrú bealaí chun an bhearna fhéideartha idir agus ba mhaith linn iad a chaomhnú, agus ár gcumas iad a chaomhnú. Áirítear leis na modhanna seo forbairt algartam agus teicneolaíochtaí ríomhaireachta móilíneacha le haghaidh . Chuirfeadh sé seo ar chumas an fhaisnéis go léir atá stóráilte i lárionad sonraí mór nua-aimseartha a bheith oiriúnach isteach i spás atá thart ar mhéid roinnt dísle.
“Is é an príomhsprioc atá againn ná córas a chur i dtáirgeadh a fhéachann, don úsáideoir deiridh, beagnach mar an gcéanna le haon chóras stórála néil eile: seoltar faisnéis chuig an ionad sonraí agus stóráiltear ann, agus ansin bíonn sé le feiceáil go simplí nuair a bhíonn sé ag teastáil ón gcliant. ,” a deir an taighdeoir Sr. Microsoft Karin Strauss. “Chun é seo a dhéanamh, ní mór dúinn a chruthú go raibh ciall phraiticiúil leis ó thaobh an uathoibrithe de.”
Stóráiltear an fhaisnéis i móilíní DNA sintéiseacha a chruthaítear i saotharlann, seachas i DNA daoine nó nithe beo eile, agus is féidir í a chriptiú sula seoltar chuig an gcóras í. Cé go ndéanann meaisíní casta ar nós sintéiseoirí agus seicheamhóirí codanna tábhachtacha den phróiseas cheana féin, tá obair láimhe ag teastáil go dtí seo i saotharlann taighde i go leor de na céimeanna idirmheánacha. "Níl sé oiriúnach le haghaidh úsáide tráchtála," a dúirt Chris Takahashi, comhalta taighde sinsearach i Scoil na Ríomhaireachta agus Innealtóireachta Paul Allen ag USF ().
“Ní féidir le daoine a bheith ag rith timpeall an ionaid sonraí le pípéid, tá sé ró-seans maith d’earráid dhaonna, tá sé ró-chostasach agus tógann sé an iomarca spáis,” a mhínigh Takahashi.
Chun ciall a bhaint as an modh stórála sonraí seo ó thaobh na tráchtála de, ní mór na costais a bhaineann le sintéis DNA a laghdú—na bunchlocha tógála de sheichimh bhríocha a chruthú—agus an próiseas seicheamhaithe a theastaíonn chun an fhaisnéis stóráilte a léamh. Deir taighdeoirí gurb é seo an treo .
Is eochairphíosa eile den bhfreagra é uathoibriú, rud a fhágann stóráil sonraí ar scála tráchtála agus níos inacmhainne, de réir taighdeoirí Microsoft.
Faoi choinníollacha áirithe, is féidir le DNA maireachtáil i bhfad níos faide ná córais stórála cartlainne nua-aimseartha, a dhíghrádaíonn thar na blianta. D’éirigh le roinnt DNA maireachtáil i ndálaí nach bhfuil chomh hidéalach leis na mílte bliain – i toscáin mhamach agus i gcnámha daoine luatha. Ciallaíonn sé seo gur féidir sonraí a stóráil ar an mbealach seo chomh fada agus a bhíonn an daonnacht ann.
Úsáideann an córas stórála DNA uathoibrithe bogearraí arna bhforbairt ag Microsoft agus Ollscoil Washington (UW). Tiontaíonn sé cinn agus nialais na sonraí digiteacha ina seichimh de núicléatídí (A, T, C agus G), arb iad “bloic thógála” DNA iad. Úsáideann an córas ansin trealamh saotharlainne atá saor, as an tseilf den chuid is mó, chun na sreabháin agus na himoibrithe riachtanacha a sholáthar do shintéiseoir, a bhailíonn na blúirí DNA déanta agus a chuireann i gcoimeádán stórála iad.
Nuair is gá don chóras faisnéis a bhaint, cuireann sé ceimiceáin eile chun an DNA a ullmhú i gceart agus úsáideann sé caidéil microfluidic chun sreabhán a bhrú isteach i gcodanna den chóras a léann seichimh na móilíní DNA agus iad a thiontú ar ais go faisnéis is féidir le ríomhaire a thuiscint. Deir na taighdeoirí nach é sprioc an tionscadail a chruthú go bhféadfadh an córas oibriú go tapa nó go saor, ach go simplí a thaispeáint go raibh uathoibriú indéanta.
Ceann de na buntáistí is soiléire a bhaineann le córas stórála DNA uathoibrithe ná go ligeann sé d’eolaithe fadhbanna casta a réiteach gan am a chur amú ag cuardach buidéil imoibrithe nó ag cur braon leachta isteach i bpromhadáin.
“Is féidir le saotharlanna díriú go díreach ar thaighde agus straitéisí nua a fhorbairt chun nuálaíocht níos tapúla a bheith acu trí chóras uathoibrithe a bheith acu chun obair athchleachtach a dhéanamh,” a dúirt an taighdeoir Microsoft Bihlin Nguyen.
Foireann ón tSaotharlann um Chórais Faisnéise Móilíneacha (MISL) cheana féin gur féidir leis grianghraif de chait, saothair iontacha litríochta, a stóráil, agus taifid DNA gcartlann agus as na comhaid seo gan earráidí. Go dtí seo, tá siad in ann a stóráil 1 gigabyte de shonraí i DNA, beating .
Tá modhanna forbartha ag taighdeoirí freisin le haghaidh mar shampla íomhánna a aimsiú agus a aisghabháil ina bhfuil úll nó rothar glas ag baint úsáide as na móilíní iad féin, gan na comhaid a thiontú ar ais go formáid dhigiteach.
“Tá sé sábháilte a rá go bhfuil cineál nua córais ríomhaireachta á bhreith againn, ina n-úsáidtear móilíní chun sonraí a stóráil agus leictreonaic le haghaidh rialaithe agus próiseála. Osclaíonn an teaglaim seo féidearthachtaí an-suimiúla don todhchaí,” a dúirt ollamh Scoil Allen in Ollscoil Washington. .
Murab ionann agus córais ríomhaireachta sileacain-bhunaithe, caithfidh córais stórála agus ríomhaireachta DNA-bhunaithe sreabhán a úsáid chun móilíní a bhogadh. Ach tá leachtanna difriúil ó nádúr ó leictreoin agus éilíonn siad réitigh theicniúla nua go hiomlán.
Tá foireann Ollscoil Washington, i gcomhar le Microsoft, ag forbairt córas in-ríomhchláraithe freisin a dhéanann turgnaimh saotharlainne a uathoibriú trí úsáid a bhaint as airíonna leictreachais agus uisce chun braoiníní a bhogadh ar ghreille leictreoidí. Sraith iomlán bogearraí agus crua-earraí ar a dtugtar , is féidir leachtanna éagsúla a mheascadh, a scaradh, a théamh nó a fhuarú agus prótacail saotharlainne a dhéanamh.
Is é an sprioc turgnaimh saotharlainne a dhéantar faoi láthair de láimh nó ag róbait láimhseála leacht costasach a uathoibriú agus costais a laghdú.
Áirítear ar na chéad chéimeanna eile d’fhoireann MISL córas uathoibrithe simplí, ceann go ceann a chomhtháthú le teicneolaíochtaí mar Purple Drop, chomh maith le teicneolaíochtaí eile a chumasaíonn cuardach a dhéanamh ar mhóilíní DNA. Rinne na taighdeoirí a gcóras uathoibrithe modúlach d’aon ghnó ionas go bhféadfadh sé teacht chun cinn de réir mar a tháinig teicneolaíochtaí nua chun cinn do shintéisiú, seicheamhú agus ionramháil DNA.
“Ceann de na buntáistí a bhaineann leis an gcóras seo ná más mian linn ceann de na codanna a athsholáthar le rud éigin nua, níos fearr nó níos tapúla, is féidir linn an chuid nua a phlugáil isteach,” a dúirt Nguyen. “Tugann sé seo níos mó solúbthachta dúinn don todhchaí.”
Íomhá barr: Thaifead agus chomhaireamh taighdeoirí ó Microsoft agus Ollscoil Washington an focal "Dia duit", ag baint úsáide as an gcéad chóras stórála sonraí DNA go hiomlán uathoibrithe. Is céim thábhachtach í seo chun teicneolaíocht nua a aistriú ó shaotharlanna go hionaid sonraí tráchtála.
Foinse: will.com