Chèchè nan Microsoft ak University of Washington te demontre premye sistèm depo done totalman otomatize, lizib pou ADN ki te kreye atifisyèlman. Sa a se yon etap kle nan direksyon deplase nouvo teknoloji soti nan laboratwa rechèch nan sant done komèsyal yo.
Devlopè yo te pwouve konsèp la ak yon tès senp: yo avèk siksè kode mo "alo" nan fragman nan yon molekil ADN sentetik epi konvèti li tounen nan done dijital lè l sèvi avèk yon sistèm totalman otomatize bout-a-fen, ki dekri nan , pibliye 21 mas nan Rapò Syantifik Lanati.
Molekil ADN ka estoke enfòmasyon dijital nan dansite trè wo, se sa ki, nan espas fizik ki se anpil lòd nan grandè ki pi piti pase sa yo okipe pa sant done modèn. Li se youn nan solisyon pwomèt pou estoke gwo kantite done mond lan jenere chak jou, soti nan dosye biznis ak videyo bèl bèt nan foto medikal ak imaj ki soti nan espas.
Microsoft ap eksplore fason pou konble diferans ki genyen ant potansyèl yo epi nou vle prezève, ak kapasite nou pou prezève yo. Metòd sa yo gen ladan devlopman algoritm ak teknoloji molekilè informatique pou . Sa a ta pèmèt tout enfòmasyon ki estoke nan yon gwo sant done modèn anfòm nan yon espas apeprè gwosè plizyè zo.
"Objektif prensipal nou se mete an pwodiksyon yon sistèm ki, pou itilizatè final la, sanble prèske menm jan ak nenpòt lòt sistèm depo nwaj: yo voye enfòmasyon nan sant done a epi yo estoke la, epi li tou senpleman parèt lè kliyan an bezwen li. ," se chèchè Sr Microsoft Karin Strauss di. "Pou fè sa, nou te bezwen pwouve ke li te fè sans pratik nan yon pèspektiv automatisation."
Enfòmasyon an estoke nan molekil ADN sentetik ki te kreye nan yon laboratwa, olye ke nan ADN moun oswa lòt bèt vivan, epi yo ka chiffres anvan yo voye yo nan sistèm nan. Malgre ke machin konplèks tankou sentèz ak sekansè deja fè pati kle nan pwosesis la, anpil nan etap entèmedyè yo te jiska kounye a egzije travay manyèl nan yon laboratwa rechèch. "Li pa apwopriye pou itilizasyon komèsyal," te di Chris Takahashi, yon kamarad rechèch ansyen nan Paul Allen School of Computer Science and Engineering nan USF ().
"Ou pa ka gen moun ki kouri nan sant done a ak pipèt, li twò tandans fè erè imen, li twò chè epi li pran twòp espas," Takahashi eksplike.
Pou metòd depo done sa a gen sans komèsyal, depans pou tou de sentèz ADN—kreyasyon eleman fondamantal yo nan sekans ki gen sans—ak pwosesis sekans ki nesesè pou li enfòmasyon ki estoke yo dwe redwi. Chèchè yo di sa a se direksyon an .
Otomatik se yon lòt pyès kle nan devinèt la, ki fè depo done nan yon echèl komèsyal ak pi abòdab, dapre chèchè Microsoft yo.
Nan sèten kondisyon, ADN ka dire pi lontan pase sistèm depo achiv modèn yo, ki degrade sou plizyè deseni. Gen kèk ADN ki rive siviv nan kondisyon mwens pase ideyal pou plizyè dizèn milye ane—nan defl mamout ak nan zo premye moun. Sa vle di ke done yo ka estoke nan fason sa a osi lontan ke limanite egziste.
Sistèm depo ADN otomatik la itilize lojisyèl Microsoft ak University of Washington (UW) devlope. Li konvèti sa yo ak zewo nan done dijital yo nan sekans nan nukleotid (A, T, C ak G), ki se "blòk bilding yo" nan ADN. Lè sa a, sistèm nan sèvi ak ekipman laboratwa ki pa chè, sitou nan etajè, pou bay likid ki nesesè yo ak reyaktif nan yon sentèz, ki kolekte fragman ADN fabrike yo epi mete yo nan yon veso depo.
Lè sistèm nan bezwen ekstrè enfòmasyon, li ajoute lòt pwodui chimik pou byen prepare ADN a epi li sèvi ak ponp mikwofluidik pou pouse likid nan pati sistèm nan ki li sekans molekil ADN yo epi konvèti yo tounen nan enfòmasyon ke yon òdinatè ka konprann. Chèchè yo di ke objektif pwojè a pa t pwouve ke sistèm nan te kapab travay byen vit oswa bon mache, men tou senpleman montre ke automatisation te posib.
Youn nan benefis ki pi evidan nan yon sistèm depo ADN otomatik se ke li libere syantis yo rezoud pwoblèm konplèks san yo pa pèdi tan pou chèche boutèy reyaktif oswa monotoni nan ajoute gout likid nan tib tès.
"Gen yon sistèm otomatik pou fè travay repetitif pèmèt laboratwa yo konsantre dirèkteman sou rechèch ak devlope nouvo estrateji pou inovasyon pi vit," te di Microsoft chèchè Bihlin Nguyen.
Ekip ki soti nan laboratwa sistèm enfòmasyon molekilè (MISL) deja demontre ke li ka estoke foto chat, bèl zèv literati, ak achiv dosye ADN ak ekstrè fichye sa yo san erè. Pou dat, yo te kapab estoke 1 gigabyte nan done nan ADN, bat .
Chèchè yo te devlope tou metòd pou tankou jwenn ak rekipere sèlman imaj ki gen yon pòm oswa yon bisiklèt vèt lè l sèvi avèk molekil yo tèt yo, san yo pa konvèti dosye yo tounen nan fòma dijital.
"Li an sekirite pou di ke nou temwen nesans la nan yon nouvo kalite sistèm òdinatè, nan ki molekil yo itilize pou estoke done ak elektwonik pou kontwòl ak pwosesis. Konbinezon sa a ouvè posiblite trè enteresan pou lavni,” te di pwofesè Allen School nan University of Washington. .
Kontrèman ak sistèm enfòmatik ki baze sou Silisyòm, depo ak sistèm informatique ki baze sou ADN dwe itilize likid pou deplase molekil. Men, likid yo diferan nan lanati ak elektwon epi yo mande pou solisyon teknik konplètman nouvo.
Ekip University of Washington, an kolaborasyon ak Microsoft, ap devlope tou yon sistèm pwogramasyon ki otomatize eksperyans laboratwa lè l sèvi avèk pwopriyete elektrisite ak dlo pou deplase ti gout sou yon griy elektwòd. Yon seri konplè lojisyèl ak pyès ki nan konpitè yo rele , ka melanje, separe, chofe oswa refwadi divès likid epi fè pwotokòl laboratwa.
Objektif la se otomatize eksperyans laboratwa ki kounye a fèt manyèlman oswa pa chè robo likid-manyen epi redwi depans yo.
Pwochen etap pou ekip MISL la enkli entegre yon sistèm otomatik ki senp, bout-a-fen ak teknoloji tankou Purple Drop, ansanm ak lòt teknoloji ki pèmèt rechèch molekil ADN. Chèchè yo fè espre fè sistèm otomatik yo modilè pou li te kapab evolye kòm nouvo teknoloji pou sentèz ADN, sekans ak manipilasyon parèt.
"Youn nan benefis ki genyen nan sistèm sa a se ke si nou vle ranplase youn nan pati yo ak yon bagay nouvo, pi bon oswa pi vit, nou ka jis ploge nan nouvo pati a," Nguyen te di. "Sa a ban nou plis fleksibilite pou lavni an."
Imaj tèt: Chèchè nan Microsoft ak University of Washington anrejistre ak konte mo a "alo", lè l sèvi avèk premye sistèm depo done ADN konplètman otomatize. Sa a se yon etap kle nan deplase nouvo teknoloji soti nan laboratwa nan sant done komèsyal yo.
Sous: www.habr.com