Забудьте о невидимых чернилах - в будущем шпионам можно будет отправлять секретные сообщения, закодированные непосредственно в ДНК живых клеток. Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) продемонстрировали DNA Typewriter (ДНК-типограф, печатная машинка), закодировав в ДНК несколько законченных предложений. Такая технология в конечном итоге может выполнять функцию своеобразного клеточного "черного ящика".
Технология DNA Typewriter позволяет записывать полноценные предложения в живые клетки. Depositphoto
Какими бы замечательными ни были наши цифровые системы хранения информации, они меркнут по сравнению с технологиями, разработанными самой природой. ДНК является носителем информации необычайной плотности: один ее грамм способен хранить до 215 миллионов гигабайт данных (а при определенной "модификации", возможно, и гораздо больше). К сожалению, запись и чтение данных из ДНК представляет собой весьма непростой процесс.
Для решения этой проблемы команда HHMI разработала уникальную систему, позволяющую легко и быстро записывать информацию в ДНК. По утверждению ученых, DNA Typewriter "записывает короткие фрагменты информации на пустых участках ДНК, один за другим слева направо". Исследователи разработали 4096 специальных символов, которые можно использовать для составления текста. Команда продемонстрировала, что ДНК-типограф может составлять из них полноценные предложения, которые впоследствии можно легко прочитать.
В своих первых экспериментах исследователи сделали надпись: "Чудны дела Твои, Господи". Это библейская фраза, использованная С. Морзе в своей первой телеграфной депеше. Второе высказывание - "Мистер Уотсон, идите сюда, вы мне нужны!" - также имела историческое значение, поскольку была произнесена А. Беллом во время первого телефонного разговора. Третьим и последним сообщением стала строчка из песни корейской поп-группы BTS - "Bound forever, DNA" (Навеки связаны, ДНК).
Но DNA Typewriter предназначен не только для записи в клетки различных цитат. Команда говорит, что в конечном итоге технологию можно будет использовать для отслеживания активности и истории клеток, что позволит специалистам изучить процессы их эволюции, реакции на болезни или лекарства, подобно "черному ящику" самолета. Так, например, в ходе экспериментов исследователи изучали, как одна клетка в течение 25 дней разделилась на 1,2 миллиона. Проанализировав полученные генетические "штрих-коды", ученым удалось восстановить клеточную родословную.
Результаты данного эксперимента были представлены в научном издании "Nature".
Источники: HHMI, журнал Nature, Википедиа
(https://www.nature.com/articles/s41586-022-04922-8)
(https://www.hhmi.org/news/dna-typewriter-taps-out-record-inside-cells)
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Морзе,_Сэмюэл)
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Белл,_Александр_Грейам)
