Awọn oniwadi lati Microsoft ati Yunifasiti ti Washington ti ṣe afihan adaṣiṣẹ akọkọ ni kikun, eto ibi ipamọ data ti a le ka fun DNA ti a ṣẹda ti atọwọda. Eyi jẹ igbesẹ bọtini si gbigbe imọ-ẹrọ tuntun lati awọn ile-iṣẹ iwadii si awọn ile-iṣẹ data iṣowo.
Awọn olupilẹṣẹ ṣe afihan ero naa pẹlu idanwo ti o rọrun: wọn ṣaṣeyọri fifi ọrọ naa “hello” sinu awọn ajẹkù ti moleku DNA sintetiki ati yi pada pada si data oni-nọmba nipa lilo eto ipari-si-opin adaṣe adaṣe ni kikun, eyiti o ṣe apejuwe ninu , ti a tẹjade ni Oṣu Kẹta Ọjọ 21 ni Awọn ijabọ Imọ-jinlẹ Iseda.
Awọn ohun elo DNA le tọju alaye oni nọmba ni awọn iwuwo giga pupọ, iyẹn ni, ni aaye ti ara ti o jẹ aṣẹ titobi pupọ ti o kere ju eyiti o gba nipasẹ awọn ile-iṣẹ data ode oni. O jẹ ọkan ninu awọn solusan ti o ni ileri fun titoju iye nla ti data ti agbaye n ṣe ni gbogbo ọjọ, lati awọn igbasilẹ iṣowo ati awọn fidio ti awọn ẹranko ti o wuyi si awọn fọto iṣoogun ati awọn aworan lati aaye.
Microsoft n ṣawari awọn ọna lati di aafo ti o pọju laarin ati pe a fẹ lati tọju, ati agbara wa lati tọju wọn. Awọn ọna wọnyi pẹlu idagbasoke awọn algoridimu ati awọn imọ-ẹrọ iširo molikula fun . Eyi yoo gba gbogbo alaye ti o fipamọ sinu ile-iṣẹ data igbalode nla lati baamu si aaye kan ni aijọju iwọn awọn ṣẹkẹẹti pupọ.
“Ibi-afẹde akọkọ wa ni lati ṣe ifilọlẹ eto kan ti, si olumulo ipari, yoo dabi kanna bi eyikeyi eto ibi ipamọ awọsanma miiran: a firanṣẹ alaye si ile-iṣẹ data ati fipamọ sibẹ, lẹhinna o han gbangba nigbati alabara nilo rẹ, "Sr. Microsoft oluwadi Karin Strauss sọ. “Lati ṣe eyi, a nilo lati fi mule pe o ni oye to wulo lati irisi adaṣe.”
Alaye naa wa ni ipamọ sinu awọn ohun elo DNA sintetiki ti a ṣẹda ninu yàrá kan, dipo ninu DNA ti eniyan tabi awọn ohun alãye miiran, ati pe o le jẹ fifipamọ ṣaaju fifiranṣẹ si eto naa. Botilẹjẹpe awọn ẹrọ eka bii awọn iṣelọpọ ati awọn atẹle ti ṣe awọn apakan pataki ti ilana naa, ọpọlọpọ awọn igbesẹ agbedemeji ni titi di isisiyi nilo iṣẹ afọwọṣe ni ile-iṣẹ iwadii kan. “Ko dara fun lilo iṣowo,” Chris Takahashi sọ, ẹlẹgbẹ iwadii agba ni Paul Allen School of Computer Science and Engineering ni USF ().
"O ko le jẹ ki awọn eniyan nṣiṣẹ ni ayika ile-iṣẹ data pẹlu awọn pipettes, o ni itara si aṣiṣe eniyan, o jẹ gbowolori pupọ ati pe o gba aaye pupọ," Takahashi salaye.
Fun ọna ibi ipamọ data yii lati ni oye ni iṣowo, awọn idiyele ti iṣelọpọ DNA mejeeji — ṣiṣẹda awọn bulọọki ile ipilẹ ti awọn ilana ti o nilari-ati ilana ṣiṣe atẹle ti o nilo lati ka alaye ti o fipamọ gbọdọ dinku. Awọn oniwadi sọ pe eyi ni itọsọna naa .
Automation jẹ nkan pataki miiran ti adojuru, ṣiṣe ibi ipamọ data ni iwọn iṣowo ati diẹ sii ti ifarada, ni ibamu si awọn oniwadi Microsoft.
Labẹ awọn ipo kan, DNA le ṣiṣe ni pipẹ pupọ ju awọn ọna ṣiṣe ipamọ ile-ipamọ ode oni lọ, eyiti o dinku ni awọn ewadun. Diẹ ninu awọn DNA ti ṣakoso lati ye ni awọn ipo ti o kere ju ti o dara julọ fun ẹgbẹẹgbẹrun ọdun mẹwa—ninu awọn egungun mammoth ati ninu egungun awọn eniyan akọkọ. Eyi tumọ si pe data le wa ni ipamọ ni ọna yii niwọn igba ti ẹda eniyan wa.
Eto ipamọ DNA aladaaṣe nlo sọfitiwia ti o dagbasoke nipasẹ Microsoft ati University of Washington (UW). O ṣe iyipada awọn eyi ati awọn odo ti data oni-nọmba sinu awọn ilana ti nucleotides (A, T, C ati G), eyiti o jẹ “awọn bulọọki ile” ti DNA. Eto naa nlo ilamẹjọ, pupọ julọ ni ita-selifu, awọn ohun elo yàrá lati pese awọn omi ti o yẹ ati awọn reagents si iṣelọpọ kan, eyiti o gba awọn ajẹkù DNA ti a ṣe ati gbe wọn sinu apoti ipamọ.
Nigbati eto naa ba nilo lati yọ alaye jade, o ṣafikun awọn kemikali miiran lati pese DNA daradara ati lo awọn ifasoke microfluidic lati Titari awọn omi sinu awọn apakan ti eto ti o ka awọn ilana ti awọn ohun elo DNA ati yi wọn pada si alaye ti kọnputa le loye. Awọn oniwadi naa sọ pe ibi-afẹde ti iṣẹ akanṣe kii ṣe lati jẹrisi pe eto naa le ṣiṣẹ ni iyara tabi ni olowo poku, ṣugbọn lati ṣafihan nirọrun pe adaṣe ṣee ṣe.
Ọkan ninu awọn anfani ti o han gbangba julọ ti eto ibi ipamọ DNA adaṣe adaṣe ni pe o fun awọn onimo ijinlẹ sayensi laaye lati yanju awọn iṣoro eka laisi jafara akoko wiwa awọn igo ti awọn reagents tabi monotony ti fifi awọn isun omi ti omi sinu awọn tubes idanwo.
“Nini eto adaṣe kan lati ṣe iṣẹ atunwi jẹ ki awọn labs si idojukọ taara lori iwadii ati dagbasoke awọn ọgbọn tuntun lati ṣe tuntun ni iyara,” Oluwadi Microsoft Bihlin Nguyen sọ.
Egbe lati yàrá ti molikula Alaye Systems (MISL) ti ṣe afihan tẹlẹ pe o le fipamọ awọn fọto ti awọn ologbo, awọn iṣẹ iyalẹnu ti iwe, ati awọn igbasilẹ DNA ti o fipamọ ati jade awọn faili wọnyi laisi awọn aṣiṣe. Titi di oni, wọn ti ni anfani lati tọju 1 gigabyte ti data ni DNA, lilu .
Oluwadi ti tun ni idagbasoke awọn ọna fun gẹgẹbi wiwa ati gbigba awọn aworan nikan ti o ni apple tabi keke alawọ kan nipa lilo awọn ohun elo ara wọn, laisi iyipada awọn faili pada si ọna kika oni-nọmba.
“O jẹ ailewu lati sọ pe a n jẹri ibimọ iru eto kọnputa tuntun kan, ninu eyiti a lo awọn moleku fun ibi ipamọ data ati ẹrọ itanna fun iṣakoso ati ṣiṣe. Ijọpọ yii ṣii awọn aye ti o nifẹ pupọ fun ọjọ iwaju,” olukọ ọjọgbọn Ile-iwe Allen ni University of Washington sọ. .
Ko dabi awọn ọna ṣiṣe iširo ti o da lori silikoni, ibi ipamọ ti o da lori DNA ati awọn ọna ṣiṣe iširo gbọdọ lo awọn olomi lati gbe awọn ohun elo. Ṣugbọn awọn olomi yatọ ni iseda lati awọn elekitironi ati nilo awọn solusan imọ-ẹrọ tuntun patapata.
Ẹgbẹ Yunifasiti ti Washington, ni ifowosowopo pẹlu Microsoft, tun n ṣe agbekalẹ eto eto kan ti o ṣe adaṣe awọn adanwo yàrá nipa lilo awọn ohun-ini ti ina ati omi lati gbe awọn isunmi lori akoj ti awọn amọna. A pipe ṣeto ti software ati hardware ti a npe ni , le dapọ, lọtọ, ooru tabi tutu ọpọlọpọ awọn olomi ati ṣe awọn ilana yàrá.
Ibi-afẹde ni lati ṣe adaṣe adaṣe awọn adaṣe yàrá ti o ṣe lọwọlọwọ lọwọlọwọ tabi nipasẹ awọn roboti mimu olomi gbowolori ati dinku awọn idiyele.
Awọn igbesẹ ti o tẹle fun ẹgbẹ MISL pẹlu iṣakojọpọ eto adaṣe ti o rọrun, opin-si-opin pẹlu awọn imọ-ẹrọ bii Purple Drop, ati awọn imọ-ẹrọ miiran ti o jẹki wiwa awọn ohun elo DNA. Awọn oniwadi naa mọọmọ ṣe eto adaṣe adaṣe wọn jẹ modular ki o le dagbasoke bi awọn imọ-ẹrọ tuntun fun iṣelọpọ DNA, tito lẹsẹsẹ ati ifọwọyi ti farahan.
"Ọkan ninu awọn anfani ti eto yii ni pe ti a ba fẹ lati rọpo ọkan ninu awọn ẹya pẹlu nkan titun, dara julọ tabi yiyara, a le kan pulọọgi ni apakan titun," Nguyen sọ. “Eyi fun wa ni irọrun diẹ sii fun ọjọ iwaju.”
Aworan ti o ga julọ: Awọn oniwadi lati Microsoft ati Yunifasiti ti Washington ṣe igbasilẹ ati ka ọrọ naa "Pẹlẹ o", ni lilo eto ipamọ data DNA akọkọ ti o ni kikun adaṣe. Eyi jẹ igbesẹ bọtini ni gbigbe imọ-ẹrọ tuntun lati awọn ile-iṣere si awọn ile-iṣẹ data iṣowo.
orisun: www.habr.com