Digitale gegevens kunnen in DNA worden opgeslagen

Demonstratie in Stanford van een nieuwe methode om gegevens in het DNA van levende E.coli bacteriecellen op te slaan. Petrischaaltjes met cellen gloeien rood of groen afhankelijk van de richting van de DNA-moleculen. 

Geen files meer opslaan op flashdrives en cloudservers. Nu kan digitale informatie worden opgeslagen in de DNA van levende organismen dankzij een baanbrekende ontdekking van onderzoekers aan Stanford University, Californië.

Een trio wetenschappers demonstreerde met succes de mogelijkheid de richting van DNA moleculen bij E.coli bacteriën om te keren in twee richtingen, zin nabootsing van de 1s en 0s van de binaire code die de basis vormen van alle moderne computerberekeningen.

‘Als het DNA-deel in de ene richting wijst is dat een nul. Als het de andere kant op wijst is het een 1’ zei Pakpoom Subsoontorn, student bioengineering aan Stanford die bij het onderzoek betrokken is, in een artikel op de website van de Stanford School of Medecine.

Daarmee konden de onderzoekers de cellen rood of groen laten opgloeien bij ultraviolet licht, en zelfs de kleuren zo rangschikken dat ze bepaalde boodschappen in petrischaaltjes met bacteriën gaven. (foto boven)

De maximale totale ‘file-maat’ van de gegevens opgeslagen volgens de methode is nu nog beperkt tot een bit per cel, maar de onderzoekers verwachten dat ze dat kunnen opvoeren tot 8 bits, of een byte, rewritable opslagcapaciteit door het aantal recombinante enzymen in de gegevens te verhogen.

Hun methode, RAD (recombinase addressable data), werkt omdat wetenschappers in staat zijn het precieze aantal enzymen te beheersen dat chemische reacties katalyseren in elke E.coli bacteriecellen.

Het team gebruikte twee soorten enzymen, integrase en excisionase, in verschillende hoeveelheden in elke cel om het omkeren van de DNA-moleculen te beheersen.

Dat was echter heel hard werken: zo’n 750 verschillende pogingen over drie jaar om de juiste verhoudingen enzymen te krijgen om de DNA ‘schakelaars’ zoals gepland om te keren, omdat de enzymen allemaal een andere boodschap aan de cellen geven zodat ze vaak strijden om de heerschappij. Het lukte de onderzoekers echter om het juiste evenwicht te vinden om de lichtshow te krijgen die ze zochten.

Uiteindelijk zijn de wetenschappers van mening dat RAD ‘een ongelooflijk krachtig hulpmiddel zal zijn voor onderzoek naar kanker, veroudering, de ontwikkeling van organen en zelfs het leefmilieu’, zei Drew Endy, assistent-professor op de afdeling bioenigeering van Stanford in het artikel.

Zoals Endy, Subsoontorn en postdoc Jerome Bonnet verder uitlegden in een openbare paper die dinsdag in The Proceedings of the National Academy of Sciences stond: “De hier ontwikkelde DNA inversie RAD module moet te vertalen zijn naar applicaties die stabiele lange termijn data opslag vergen (bijvoorbeeld, replicatieve veroudering) of onder moeilijke omstandigheden (bijvoorbeeld, klinische of milieu context… ‘



Door Carl Franzen, 24 mei 2012

Bron: http://theaveragejoenewsblogg.com/2012/05/28/stanford-discovers-digital-information-can-be-written-onto-dna/