Ученые записали видео на ДНК
В 1872 году Эдвард Мейбридж сделал серию фотографий бегущей лошади, чтобы поставить точку в дискуссиях о том, может ли животное оторвать от земли все четыри конечности одновременно. Эти снимки легли в основу одного из первых кинофильмов. Сед Шипман из Гарвардской медицинской школы записал этот фильм на геном бактерий.
Шипман закодировал анимацию лошади в ДНК, а затем поместил последовательность в живые бактерии, используя CRISPR. CRISPR — метод редактирования генома путем точных разрезов нитей ДНК. Шипман фактически превратил бактерии в живые жесткие диски.
CRISPR изобрели сами бактерии миллиарды лет назад, чтобы защититься от вирусов. Бактерии захватывают ДНК вируса и вносят ее в свою ДНК. ДНК вируса всегда находиться в одном и том же месте, а новые последовательности добавляются после старых. Бактерии распознают и отключают любой вирус, который уже есть в картотеке.

С помощью CRISPR можно хранить информацию. Бактерии хранят геномы вирусов, но записать можно любой цифровой файл. Ученые преобразовывают двоичный код в нуклеиновые основания A, C, G и T. Именно так Шипман с коллегами закодировали фильм из пяти кадров и записали в геном бактерии.

Запись информация в ДНК — классика: это то, что живые существа делают со времен зарождения живой материи. Недавно ученые поняли, что ДНК создает идеальную среду хранения. Данные всего мира поместятся в грузовике; для сравнения: дата-центры Google занимают по 10 000 м2. ДНК — прочный носитель, если хранить в холоде и темноте, изолировать от влаги.

В 2011 году Джордж Черчилль, руководитель Шипмана, закодировал книгу в ДНК, а также изображения и программу на JavaScript. Спустя год британские исследователи из Европейского института биоинформатики закодировали сонеты Шекспира, видеозапись речи Мартина Лютера Кинга «У меня есть мечта» и PDF-документ. В этих проектах использовали голые нити ДНК.

В 1999 году художник Эдуардо Кац закодировал предложение из Книги Бытия в бактерию. Позже в бактерии записывали песни и уравнения Эйнштейна. В 2010 году Крейг Вентер с командой создали бактерию с полностью лабораторным геномом, в который они закодировали свои имена и цитату из Джеймса Джойса: «Жить, ошибаться, падать, торжествовать, воссоздавать жизнь из жизни».
Проект Шипмана начался с кодирования изображения руки. ДНК-код изображения состоял из отдельных последовательностей, которые напоминали вирусные последовательности. С помощью CRISPR ученые поместили цепочки в кишечную палочку, выращенную за ночь, а потом извлекли обратно, чтобы восстановить изображение. Потом то же повторили с изображениями лошади, последовательно разместив кадры. Во время роста бактерии качество данных не ухудшалось.

Шипман говорит, что не собирается записывать фильмы или Википедию в бактерии. Его цель — изучить мозг, превратив клетки в живые регистраторы изменений. Таким образом ученые смогут записывать, например, уровень загрязнения воды или следить за поведением генов на протяжение жизни организма. Первый шаг — убедиться, что клетки смогут хранить большой объем данных.
Made on
Tilda