Майкрософт болон Вашингтоны их сургуулийн судлаачид зохиомлоор үүсгэсэн ДНХ-д зориулсан анхны бүрэн автомат, унших боломжтой мэдээлэл хадгалах системийг үзүүлжээ. Энэ нь шинэ технологийг судалгааны лабораториос арилжааны мэдээллийн төв рүү шилжүүлэх гол алхам юм.
Хөгжүүлэгчид энэхүү үзэл баримтлалыг энгийн туршилтаар нотолсон: тэд "сайн уу" гэдэг үгийг нийлэг ДНХ молекулын хэсгүүдэд амжилттай кодлож, бүрэн автоматжуулсан төгсгөл хоорондын системийг ашиглан дижитал өгөгдөл болгон хувиргасан. , 21-р сарын XNUMX-нд Nature Scientific Reports сэтгүүлд нийтлэгдсэн.
ДНХ-ийн молекулууд дижитал мэдээллийг маш өндөр нягтралтай, өөрөөр хэлбэл орчин үеийн мэдээллийн төвүүдийн эзэлдэг хэмжээнээс хэд дахин бага физик орон зайд хадгалах боломжтой. Энэ нь бизнесийн бүртгэл, хөөрхөн амьтдын видео бичлэгээс авахуулаад эмнэлгийн гэрэл зураг, сансраас авсан зураг хүртэл дэлхийн өдөр бүр бий болгодог асар их хэмжээний өгөгдлийг хадгалах ирээдүйтэй шийдлүүдийн нэг юм.
Майкрософт хоорондын боломжит зөрүүг арилгах арга замыг судалж байна мөн бид тэдгээрийг хадгалахыг хүсч байна, мөн тэдгээрийг хадгалах чадвар. Эдгээр аргууд нь алгоритм болон молекулын тооцооллын технологийг хөгжүүлэх орно . Энэ нь орчин үеийн томоохон мэдээллийн төвд хадгалагдсан бүх мэдээллийг ойролцоогоор хэд хэдэн шоо хэмжээтэй зайд багтаах боломжийг олгоно.
"Бидний гол зорилго бол эцсийн хэрэглэгчдэд бусад үүл хадгалах системтэй бараг адилхан харагдах системийг эхлүүлэх явдал юм: мэдээллийг дата төв рүү илгээж, тэнд хадгалдаг бөгөөд дараа нь үйлчлүүлэгчид хэрэгтэй үед л гарч ирдэг. "Microsoft компанийн судлаач Карин Страусс хэлэв. "Үүнийг хийхийн тулд бид автоматжуулалтын үүднээс практик ач холбогдолтой гэдгийг нотлох хэрэгтэй байсан."
Мэдээлэл нь хүний болон бусад амьд биетийн ДНХ-д бус, харин лабораторид бий болсон нийлэг ДНХ молекулуудад хадгалагддаг бөгөөд систем рүү илгээхээс өмнө шифрлэх боломжтой. Хэдийгээр нийлэгжүүлэгч, дараалал үүсгэгч зэрэг нарийн төвөгтэй машинууд үйл явцын гол хэсгүүдийг аль хэдийн гүйцэтгэдэг боловч завсрын олон үе шат нь судалгааны лабораторид гар ажиллагаа шаарддаг. "Энэ нь арилжааны зориулалтаар ашиглахад тохиромжгүй" гэж USF-ийн Пол Аллены компьютерийн шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн сургуулийн ахлах судлаач Крис Такахаши хэлэв.).
Такахаши "Та дата төвийн эргэн тойронд пипеткээр хүмүүс гүйлгэж болохгүй, энэ нь хүний буруутай, хэтэрхий үнэтэй, хэтэрхий их зай эзэлдэг" гэж тайлбарлав.
Өгөгдөл хадгалах энэхүү аргыг арилжааны хувьд утга учиртай болгохын тулд ДНХ-ийн нийлэгжилт буюу утга учиртай дэс дарааллын үндсэн блокуудыг бий болгох, хадгалсан мэдээллийг уншихад шаардагдах дарааллын процессын зардлыг бууруулах шаардлагатай. Судлаачид энэ чиглэлийг хэлж байна .
Майкрософт компанийн судлаачдын үзэж байгаагаар автоматжуулалт нь тааварын өөр нэг чухал хэсэг бөгөөд өгөгдөл хадгалах боломжийг арилжааны хэмжээнд, илүү хямд болгодог.
Тодорхой нөхцөлд ДНХ нь хэдэн арван жилийн турш мууддаг орчин үеийн архивын хадгалалтын системээс хамаагүй удаан үргэлжлэх боломжтой. Зарим ДНХ нь хэдэн арван мянган жилийн турш хамгийн тохиромжгүй нөхцөлд буюу хөхтөн амьтдын соёо болон эртний хүмүүсийн ясанд амьд үлдэж чадсан. Энэ нь хүн төрөлхтөн оршин тогтнож байгаа цагт өгөгдлийг ийм байдлаар хадгалах боломжтой гэсэн үг юм.
Автоматжуулсан ДНХ хадгалах систем нь Майкрософт болон Вашингтоны Их Сургуулийн (UW) боловсруулсан программ хангамжийг ашигладаг. Энэ нь тоон мэдээллийн нэг ба тэгийг ДНХ-ийн "барилгын материал" болох нуклеотидын (A, T, C, G) дараалал болгон хувиргадаг. Дараа нь уг систем нь үйлдвэрлэсэн ДНХ-ийн хэлтэрхийг цуглуулж, хадгалах саванд хийдэг синтезаторт шаардлагатай шингэн, урвалжуудыг нийлүүлэхийн тулд хямд, ихэвчлэн бэлэн байдаг лабораторийн төхөөрөмжийг ашигладаг.
Систем нь мэдээллийг задлах шаардлагатай үед ДНХ-ийг зохих ёсоор бэлтгэхийн тулд бусад химийн бодисуудыг нэмж, ДНХ молекулуудын дарааллыг уншдаг системийн хэсгүүдэд шингэнийг шахаж, компьютерийн ойлгохуйц мэдээлэл болгон хувиргах зорилгоор микрофлюидик насосыг ашигладаг. Судлаачдын хэлснээр уг төслийн зорилго нь уг системийг хурдан эсвэл хямд үнээр ажиллах боломжтой гэдгийг нотлох биш, харин зүгээр л автоматжуулалт хийх боломжтой гэдгийг харуулах явдал байв.
Автоматжуулсан ДНХ хадгалалтын системийн хамгийн тод давуу талуудын нэг нь эрдэмтэд урвалжийн шил хайх, туршилтын хоолойд дусал дусал дуслах зэрэг цаг хугацаа алдахгүйгээр нарийн төвөгтэй асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог.
Майкрософт компанийн судлаач Бихлин Нгуен хэлэхдээ: "Дахин давтагдах ажил хийх автоматжуулсан системтэй болсноор лабораториуд судалгаанд шууд анхаарлаа төвлөрүүлж, илүү хурдан инноваци хийх шинэ стратеги боловсруулах боломжийг олгодог."
Молекулын мэдээллийн системийн лабораторийн баг (MISL) нь муурны гэрэл зураг, уран зохиолын гайхамшигт бүтээлүүдийг хадгалах боломжтой гэдгээ аль хэдийн харуулсан. ДНХ-ийн бичлэгүүдийг архивлаж, эдгээр файлыг алдаагүй гаргаж аваарай. Өнөөдрийг хүртэл тэд ДНХ-д 1 гигабайт өгөгдлийг хадгалах боломжтой болсон .
Судлаачид бас аргачлалыг боловсруулсан файлуудыг дижитал формат руу хөрвүүлэхгүйгээр зөвхөн алим эсвэл ногоон унадаг дугуй агуулсан зургийг молекулуудыг ашиглан хайж олох, сэргээх гэх мэт.
“Бид молекулуудыг мэдээлэл хадгалах, электроникийг хянах, боловсруулахад ашигладаг шинэ төрлийн компьютерийн систем бий болж байгаа гэж хэлэхэд буруудахгүй. Энэхүү хослол нь ирээдүйд маш сонирхолтой боломжийг нээж өгч байна” гэж Вашингтоны их сургуулийн Аллен сургуулийн профессор хэлэв. .
Цахиурт суурилсан тооцооллын системээс ялгаатай нь ДНХ-д суурилсан хадгалах, тооцоолох систем нь молекулуудыг шилжүүлэхийн тулд шингэнийг ашиглах ёстой. Гэхдээ шингэн нь электроноос ялгаатай шинж чанартай бөгөөд техникийн цоо шинэ шийдлүүдийг шаарддаг.
Вашингтоны их сургуулийн баг Майкрософт компанитай хамтран цахилгаан ба усны шинж чанарыг ашиглан электродын сүлжээнд дуслыг хөдөлгөх замаар лабораторийн туршилтыг автоматжуулдаг программчлагдсан системийг боловсруулж байна. гэж нэрлэдэг програм хангамж, техник хангамжийн иж бүрэн багц , төрөл бүрийн шингэнийг холих, салгах, халаах, хөргөх, лабораторийн протоколуудыг гүйцэтгэх боломжтой.
Зорилго нь одоогоор гараар эсвэл үнэтэй шингэн зөөвөрлөгч роботоор хийгдэж байгаа лабораторийн туршилтуудыг автоматжуулж, зардлыг бууруулах явдал юм.
MISL багийн дараагийн алхмууд нь энгийн, төгсгөл хүртэлх автоматжуулсан системийг Purple Drop гэх мэт технологи, түүнчлэн ДНХ-ийн молекулуудыг хайх боломжийг олгодог бусад технологитой нэгтгэх явдал юм. Судлаачид ДНХ-ийн нийлэгжилт, дэс дараалал, манипуляцийн шинэ технологи гарч ирэхийн хэрээр үүнийг хөгжүүлэхийн тулд автоматжуулсан системийг зориудаар модульчлагдсан болгосон.
"Энэ системийн давуу талуудын нэг нь хэрэв бид аль нэг хэсгийг шинэ, илүү сайн эсвэл хурдан зүйлээр солихыг хүсвэл шинэ хэсгийг залгаж болно" гэж Нгуен хэлэв. "Энэ нь бидэнд ирээдүйд илүү уян хатан байдлыг өгдөг."
Шилдэг зураг: Майкрософт болон Вашингтоны их сургуулийн судлаачид "гэж бичээд тоолжээ.Сайн уу", анхны бүрэн автомат ДНХ өгөгдөл хадгалах системийг ашиглан. Энэ нь шинэ технологийг лабораториос арилжааны мэдээллийн төв рүү шилжүүлэх гол алхам юм.
Эх сурвалж: www.habr.com