Wetenskaplikes ontwikkel nuwe skaalbare DNA-opbergingstelsel - Nuus - 2022
Navorsers van die Noord-Carolina State University het 'n baanbrekende benadering tot DNA-stoorstelsels ontwikkel wat sommige van die belangrikste hindernisse vir die ontwikkeling van die tegnologie uitwis.
Uiteindelik het die wetenskaplikes 'n stelsel geskep wat makliker is om op te skaal vir praktiese gebruik, en dit bring ons 'n voorlopige stap nader daaraan om DNA-stoorstelsels algemeen te gebruik.
VERWANTE: WAT IS DNA-BEREKENING, HOE WERK DIT, EN WAAROM IS DIT SO 'N GROOT AANBIEDING
Ons is voorbeelde van die krag van DNA-berekening
Een groot voordeel van DNA-opberging bo kwantumrekenaar is dat ons sonder twyfel weet dat dit werk; elkeen van ons is 'n lewende voorbeeld van die stoor van data en berekeningsvermoë van DNA-berekening.
Wat meer is, meer as 10 biljoen DNA-molekules kan in 'n enkele kubieke sentimeter gedruk word. Dit beteken dat 'n kubieke sentimeter materiaal teoreties 10 biljoen berekeninge gelyktydig kan uitvoer en soveel as 10 terabyte data kan bevat. Dit is meer orde as bestaande stelsels van vergelykbare grootte.
Daar is egter 'n paar belangrike hindernisse wat u moet oorkom as DNA-berekening sy potensiaal wil bereik.
"Die meeste van die bestaande DNA-stoorstelsels is afhanklik van polimerase-kettingreaksie (PCR) om toegang tot gestoorde lêers te verkry. Dit is baie doeltreffend om inligting te kopieer, maar bied 'n paar belangrike uitdagings," het Albert Keung, mede-ooreenstemmende skrywer van 'n artikel oor die werk, gesê. SciTechDaily.
'Ons het 'n stelsel ontwikkel met die naam Dynamic Operations and Reusable Information Storage, of DORIS, wat nie op PCR staatmaak nie. Dit het ons gehelp om enkele van die belangrikste hindernisse wat praktiese implementering van DNA-stoortegnologieë in die gesig staar, aan te spreek, "het Keung verduidelik.
Die bevindings is aangebied in 'n referaat getiteld 'Dynamic and scalable DNA-based information storage' wat in die tydskrif gepubliseer isNatuurkommunikasie.
Sê hallo vir DORIS
Huidige stelsels berus grotendeels op DNA-reekse wat primer-bindingsreekse genoem word. Dit word bygevoeg aan die punte van DNA-stringe wat inligting stoor.
Uiteindelik dien die primer-bindende volgorde van DNA as 'n lêernaam - wanneer 'n gebruiker 'n spesifieke lêer wil hê, kry hy die DNA-stringe wat daardie ry bevat.
Een van die belangrikste probleme met DNA-rekenaarstelsels wat PCR gebruik, is dat die temperatuur van die gestoorde genetiese materiaal drasties moet verhoog en verlaag om die dubbelstrengs DNA uitmekaar te ruk en die primer-bindende volgorde te openbaar.
DORIS gebruik 'n meer praktiese benadering. In plaas daarvan om dubbelstrengs DNA as 'n primer-bindende volgorde te gebruik, gebruik DORIS 'n 'oorhang' wat bestaan ​​uit 'n enkele string DNA. Dit beteken dat DORIS die tersaaklike primer-bindingsreekse kan vind sonder om die dubbelstrengs-DNA te versteur, wat die behoefte aan drastiese veranderinge in temperatuur wegdoen.
"Met ander woorde, DORIS kan by kamertemperatuur werk, wat dit baie meer haalbaar maak om DNA-databestuurstegnologieë te ontwikkel wat lewensvatbaar is in werklike scenario's," het James Tuck, mede-ooreenstemmende skrywer van die artikel en 'n professor in elektriese en rekenaars. ingenieurswese by NC State, vertel SciTechDaily.
Wat meer is, nadat DORIS die korrekte DNA-volgorde geïdentifiseer het, vertrou dit nie op PCR om kopieë te maak nie. In plaas daarvan transkribeer die stelsel DNA na RNA, wat dan omgekeerd in DNA teruggeskryf word. Vorige stelsels, wat PCR gebruik, sou die lêer in wese moes vernietig om dit te kan lees.
"Ons het 'n funksionele prototipe van DORIS ontwikkel, sodat ons weet dat dit werk," sê Keung. "Ons is nou geïnteresseerd om dit op te skaal, te bespoedig en in 'n toestel te plaas wat die proses outomatiseer - wat gebruikersvriendelik maak."