Una nuova era di archiviazione dei dati è all’orizzonte, grazie alla tecnologia innovativa che utilizza il DNA.
Questo metodo, chiamato “epi-bit”, promette una densità di archiviazione senza precedenti e una maggiore efficienza. I ricercatori dell’Università di Pechino hanno recentemente pubblicato il loro lavoro su Naturaaprendo la strada ad applicazioni pratiche e personalizzate.
Il team, guidato da Cheng Zhang e Long Qian, ha sviluppato una tecnica per codificare i dati come modifiche epigenetiche su filamenti di DNA. Questo approccio, chiamato “epi-bit”, utilizza la metilazione enzimatica per contrassegnare posizioni specifiche su modelli di DNA universali. A differenza dei metodi tradizionali, questa tecnica non richiede la sintesi de novo del DNA (assemblando uno per uno i componenti della molecola), rendendo il processo più veloce e meno costoso. Uno dei maggiori vantaggi di questa tecnologia è la sua capacità di archiviare una quantità fenomenale di informazioni in uno spazio minuscolo. Un singolo grammo di DNA può contenere fino a 215.000 terabyte di dati, l’equivalente di 10 milioni di ore di video ad alta velocità. definizione. Questo densità la conservazione, combinata con la stabilità a lungo termine del DNA, lo rende un mezzo ideale perarchiviazione di dati.
Il metodo epi-bit si basa sull’assemblaggio parallelo di frammenti di DNA pre-sintetizzati, chiamati mattoni di DNA, su un filamento riutilizzabile. Ogni mattone si lega a una posizione unica, guidando un enzima a metilare una posizione specifica. Questo processo consente di codificare i dati utilizzando un sistema binario, simile a quello utilizzato nell’informatica.
I ricercatori hanno dimostrato l’efficacia del loro metodo codificando 275.000 bit di informazioni su cinque modelli di DNA, senza richiedere una sintesi del DNA costosa e dispendiosa in termini di tempo. Tra i dati archiviati c’erano due foto ad alta definizione, che illustravano le potenzialità di questa tecnologia per l’archiviazione di immagini e video. Inoltre, una piattaforma chiamata iDNAdrive permetteva ai volontari di codificare da soli i dati, con un tasso di errore di lettura di “solo” 1,42%.
b) Schema di programmazione dei tipi mobili del DNA.
c) Assemblaggio programmabile di tipi mobili di DNA che trasportano epi-bit.
d) Stampa parallela tramite catalisi guidata DNMT1 per scrivere selettivamente epi-bit.
e) Sequenziamento di nanopori di modelli modificati e analisi collettiva della metilazione.
Questo progresso apre prospettive promettenti per l’archiviazione di dati su larga scala, fornendo al tempo stesso una soluzione personalizzabile e accessibile. Il lavoro di Zhang e del suo team segna un passo significativo verso l’adozione del DNA come mezzo di archiviazione dei dati, con potenziali applicazioni in diversi campi, dall’archiviazione alla bioinformatica.
Cos’è la metilazione del DNA?
La metilazione del DNA è un processo biochimico che comporta l’aggiunta di un gruppo metilico (-CH3) a una base citosina DNA. Questa modificazione epigenetica gioca un ruolo cruciale nel regolamento dell’espressione genica.
Nel contesto dell’archiviazione dei dati, la metilazione viene utilizzata per codificare le informazioni. Ogni sito metilato o non metilato del DNA rappresenta un frammento di informazione, simile al sistema binario utilizzato nell’informatica.
Questo metodo consente di archiviare i dati in modo denso e stabile, pur essendo reversibile. Gli enzimi responsabili della metilazione possono essere controllati per aggiungere o rimuovere gruppi metilici, consentendo la riscrittura dei dati memorizzati.
Anche la metilazione del DNA è un processo naturale nelle cellule, dove contribuisce alla differenziazione cellulare e alla risposta agli stimoli ambientali. Il suo utilizzo per l’archiviazione dei dati si ispira quindi ai meccanismi biologici esistenti.
Related News :