Riċerkaturi minn Microsoft u l-Università ta 'Washington wrew l-ewwel sistema ta' ħażna tad-dejta kompletament awtomatizzata u li tinqara għal DNA maħluqa artifiċjalment. Dan huwa pass ewlieni lejn iċ-ċaqliq tat-teknoloġija ġdida minn laboratorji tar-riċerka għal ċentri tad-dejta kummerċjali.
L-iżviluppaturi ppruvaw il-kunċett b'test sempliċi: ikkodifikaw b'suċċess il-kelma "bonjour" fi frammenti ta 'molekula tad-DNA sintetika u kkonvertiwh lura f'dejta diġitali permezz ta' sistema kompletament awtomatizzata minn tarf sa tarf, li hija deskritta f' , ippubblikat fil-21 ta 'Marzu fir-Rapporti Xjentifiċi tan-Natura.
Il-molekuli tad-DNA jistgħu jaħżnu informazzjoni diġitali f'densitajiet għoljin ħafna, jiġifieri, fi spazju fiżiku li huwa ħafna ordnijiet ta 'kobor iżgħar minn dak okkupat minn ċentri tad-dejta moderni. Hija waħda mis-soluzzjonijiet promettenti għall-ħażna tal-ammont kbir ta 'dejta li d-dinja tiġġenera kuljum, minn rekords tan-negozju u vidjows ta' annimali ħelwin għal ritratti mediċi u stampi mill-ispazju.
Microsoft qed tesplora modi biex tnaqqas id-distakk potenzjali bejniethom u rridu nippreservaw, u l-ħila tagħna li nippreservawhom. Dawn il-metodi jinkludu l-iżvilupp ta 'algoritmi u teknoloġiji ta' kompjuters molekulari għal . Dan jippermetti li l-informazzjoni kollha maħżuna f'ċentru kbir tad-dejta modern tidħol fi spazju bejn wieħed u ieħor daqs diversi dadi.
"L-għan ewlieni tagħna huwa li nniedu sistema li, għall-utent aħħari, tidher kważi l-istess bħal kull sistema oħra ta 'ħażna ta' sħab: l-informazzjoni tintbagħat liċ-ċentru tad-dejta u tinħażen hemm, u mbagħad tidher sempliċiment meta l-klijent ikollu bżonnha, ” tgħid is-Sur Microsoft riċerkatur Karin Strauss. "Biex nagħmlu dan, kellna nippruvaw li kien jagħmel sens prattiku minn perspettiva ta 'awtomazzjoni."
L-informazzjoni hija maħżuna f'molekuli ta 'DNA sintetiċi maħluqa f'laboratorju, aktar milli fid-DNA ta' nies jew affarijiet ħajjin oħra, u tista 'tiġi encrypted qabel ma tintbagħat lis-sistema. Għalkemm magni kumplessi bħal synthesisers u sequencers diġà jwettqu partijiet ewlenin tal-proċess, ħafna mill-passi intermedji s'issa kienu jeħtieġu xogħol manwali f'laboratorju ta 'riċerka. "Mhux adattat għall-użu kummerċjali," qal Chris Takahashi, riċerkatur anzjan fl-Iskola Paul Allen tax-Xjenza u l-Inġinerija tal-Kompjuter fl-USF ().
"Ma jistax ikollok nies jiġru madwar iċ-ċentru tad-dejta bil-pipetti, huwa suxxettibbli wisq għal żball uman, huwa għali wisq u jieħu wisq spazju," spjega Takahashi.
Biex dan il-metodu ta 'ħażna tad-dejta jagħmel sens kummerċjalment, l-ispejjeż kemm tas-sinteżi tad-DNA—il-ħolqien tal-blokki fundamentali tal-bini ta' sekwenzi sinifikanti—u l-proċess ta 'sekwenzjar meħtieġ biex tinqara l-informazzjoni maħżuna għandhom jitnaqqsu. Ir-riċerkaturi jgħidu li din hija d-direzzjoni .
L-awtomazzjoni hija biċċa oħra ewlenija tal-puzzle, li tagħmel il-ħażna tad-dejta fuq skala kummerċjali u aktar affordabbli, skont ir-riċerkaturi tal-Microsoft.
Taħt ċerti kundizzjonijiet, id-DNA jista 'jdum ħafna aktar mis-sistemi moderni ta' ħażna ta 'arkivji, li jiddegradaw fuq għexieren ta' snin. Xi DNA irnexxielu jgħix f’kundizzjonijiet mhux ideali għal għexieren taʼ eluf taʼ snin—f’nejbiet tal-mammoth u fl-għadam tal-bnedmin tal-bidu. Dan ifisser li d-data tista 'tinħażen b'dan il-mod sakemm teżisti l-umanità.
Is-sistema awtomatizzata tal-ħażna tad-DNA tuża softwer żviluppat minn Microsoft u l-Università ta 'Washington (UW). Jikkonverti dawk u żerijiet ta 'dejta diġitali f'sekwenzi ta' nukleotidi (A, T, C u G), li huma l-"blokki tal-bini" tad-DNA. Is-sistema mbagħad tuża tagħmir tal-laboratorju rħas, l-aktar fuq l-ixkaffa biex tforni l-fluwidi u r-reaġenti meħtieġa lil sintetizzatur, li jiġbor il-frammenti tad-DNA manifatturati u jpoġġihom f'kontenitur tal-ħażna.
Meta s-sistema teħtieġ li tiġbed l-informazzjoni, iżżid kimiċi oħra biex tipprepara sew id-DNA u tuża pompi mikrofluwidi biex timbotta fluwidi f’partijiet tas-sistema li jaqraw is-sekwenzi tal-molekuli tad-DNA u jaqilbuhom lura f’informazzjoni li kompjuter jista’ jifhem. Ir-riċerkaturi jgħidu li l-għan tal-proġett ma kienx li jipprova li s-sistema tista 'taħdem malajr jew bl-irħis, iżda sempliċement li juri li l-awtomazzjoni kienet possibbli.
Wieħed mill-aktar benefiċċji ovvji ta 'sistema awtomatizzata ta' ħażna tad-DNA huwa li tillibera lix-xjenzati biex isolvu problemi kumplessi mingħajr ma jitilfu l-ħin biex ifittxu fliexken ta 'reaġenti jew il-monotonija li żżid qtar ta' likwidu fit-tubi tat-test.
"Li jkollok sistema awtomatizzata biex jagħmlu xogħol ripetittiv jippermetti lill-laboratorji jiffokaw direttament fuq ir-riċerka u jiżviluppaw strateġiji ġodda biex jinnovaw aktar malajr," qal ir-riċerkatur tal-Microsoft Bihlin Nguyen.
Tim mil-Laboratorju tas-Sistemi ta' Informazzjoni Molekulari (MISL) diġà wriet li tista’ taħżen ritratti ta’ qtates, xogħlijiet meraviljużi tal-letteratura, u arkivjati rekords tad-DNA u estratti dawn il-fajls mingħajr żbalji. Sal-lum, huma kienu kapaċi jaħżnu 1 gigabyte ta 'data fid-DNA, swat .
Ir-riċerkaturi żviluppaw ukoll metodi għal bħalma huma s-sejba u l-irkupru biss immaġini li fihom tuffieħ jew rota ħadra bl-użu tal-molekuli nfushom, mingħajr ma jikkonvertu l-fajls lura għal format diġitali.
“Huwa tajjeb li ngħidu li qed nassistu għat-twelid ta’ tip ġdid ta’ sistema tal-kompjuter, li fiha molekuli jintużaw għall-ħażna tad-dejta u l-elettronika għall-kontroll u l-ipproċessar. Din il-kombinazzjoni tiftaħ possibbiltajiet interessanti ħafna għall-futur,” qal il-professur tal-Iskola Allen fl-Università ta’ Washington. .
B'differenza mis-sistemi tal-kompjuters ibbażati fuq is-silikon, il-ħażna u s-sistemi tal-kompjuters ibbażati fuq id-DNA għandhom jużaw fluwidi biex jimxu molekuli. Iżda l-likwidi huma differenti fin-natura mill-elettroni u jeħtieġu soluzzjonijiet tekniċi kompletament ġodda.
It-tim tal-Università ta 'Washington, b'kollaborazzjoni ma' Microsoft, qed jiżviluppa wkoll sistema programmabbli li awtomatizza esperimenti tal-laboratorju billi juża l-proprjetajiet tal-elettriku u l-ilma biex iċċaqlaq qtar fuq grilja ta 'elettrodi. Sett komplut ta 'softwer u hardware imsejħa , tista 'tħallat, tissepara, issaħħan jew kessaħ diversi likwidi u twettaq protokolli tal-laboratorju.
L-għan huwa li jiġu awtomatizzati esperimenti tal-laboratorju li bħalissa jitwettqu manwalment jew permezz ta 'robots għaljin li jimmaniġġjaw il-likwidi u jitnaqqsu l-ispejjeż.
Il-passi li jmiss għat-tim tal-MISL jinkludu l-integrazzjoni ta’ sistema awtomatizzata sempliċi u tarf sa tarf b’teknoloġiji bħal Purple Drop, kif ukoll teknoloġiji oħra li jippermettu t-tiftix ta’ molekuli tad-DNA. Ir-riċerkaturi deliberatament għamlu s-sistema awtomatizzata tagħhom modulari sabiex tkun tista 'tevolvi hekk kif ħarġu teknoloġiji ġodda għas-sinteżi, is-sekwenzjar u l-manipulazzjoni tad-DNA.
"Wieħed mill-benefiċċji ta 'din is-sistema huwa li jekk irridu nissostitwixxu waħda mill-partijiet b'xi ħaġa ġdida, aħjar jew aktar mgħaġġla, nistgħu sempliċement daħħal il-parti l-ġdida," qal Nguyen. "Dan jagħtina aktar flessibilità għall-futur."
Immaġni ta 'fuq: Riċerkaturi minn Microsoft u l-Università ta' Washington irreġistraw u għoddu l-kelma "bonjour", billi tuża l-ewwel sistema ta' ħażna tad-data tad-DNA kompletament awtomatizzata. Dan huwa pass ewlieni biex titmexxa teknoloġija ġdida minn laboratorji għal ċentri tad-dejta kummerċjali.
Sors: www.habr.com