DNK disk(eta)

Deoksiribonukleinska kislina ali krajše DNK je v organizmih glavna nosilka genetskih informacij. Molekula je polimer, sestavljen iz nukleotidov, ki se med seboj razlikujejo po štirih dušikovih bazah. Že v osemdesetih letih prejšnjega stoletja so se molekularne biologinje poigravale z idejo o shranjevanju digitalnih podatkov na bioloških nosilcih, vendar je bila zaradi cene sinteze in branja sintetične DNK takšna metoda precej nedostopna. Skupina raziskovalk in raziskovalcev z Nizozemske, Združenega kraljestva in Združenih držav Amerike je v reviji Nature Nanotechnology objavila raziskavo o shranjevanju DNK v termoodzivnih mikrokapsulah, ki omogočajo večkratno dostopanje do tako shranjenih podatkov.

Dandanes človeštvo proizvede ogromne količine podatkov, vendar so kapacitete za njihovo dolgoročno shranjevanje omejene. Trdi diski in magnetni trakovi imajo sorazmerno kratko življenjsko dobo, gostota shranjenih podatkov pa je dokaj nizka glede na njihovo fizično velikost. Dobra alternativa standardnim nosilcem bi lahko v prihodnosti predstavljale organske molekule, denimo DNK. Digitalne podatke pa je potrebno iz binarnega sistema prekodirati v drug številski sistem, ki je bolj praktičen pri prepisovanju DNK. Ogromne količine podatkov je tako mogoče shraniti na mikroskopski nosilec, do njih pa lahko dostopamo selektivno na podlagi pomnoževanja in branja le določenega dela molekule po principu PCR oziroma verižne reakcije s polimerazo. Zgolj ti pomnožki se nato sekvencirajo, s čimer preberemo le določen del celotnega arhiva. 

Raziskovalna skupina je razvila metodo enkapsulacije DNK v termoodzivne mikrokapsule, sestavljene iz proteinov. Te kapsule postanejo porozne le v določenem temperaturnem območju, drugače pa so zaprte in predstavljajo fizično bariero za prehod PCR reagentov do biološkega arhiva zgolj takrat, ko to želimo. Z uporabo tovrstnih kapsul se lahko tudi izognemo nespecifičnim pomnožkom, ki bi sicer nastali pri reakciji PCR. Med pridobivanjem specifičnih podatkov oziroma datotek iz bazena informacij tako pridobimo zgolj arhivske podatke, ki jih želimo. Prav tako so ugotovili, da je mogoče čas shranjevanja in obstojnost molekul DNK podaljšati, če mikrokapsule z DNK liofilizirajo oziroma dehidrirajo z zamrzovanjem in ponovno rehidrirajo, ko želimo pridobiti podatke iz arhiva. 

Vseeno pa ni pričakovati, da bo v prihodnosti naš USB ključek vseboval DNK, saj pisanje in branje tako shranjenih podatkov ni mogoče iz domače pisarne. Tak način shranjevanja bi bil uporaben denimo pri arhiviranju, saj lahko v enem gramu DNK shranimo sto sedemdeset milijonov terabajtov podatkov, kar je občutno več kot premore povprečen štiristogramski trdi disk. Da gre za prihodnost arhiviranja, pa kaže tudi vpletenost podjetja Microsoft v raziskavi, ki bi si počasi že lahko nadel ime Nanosoft. 

Danes je CCG-ATC-AGT-GCA-CTG Tim.

Vir fotografije: "DNA" by MIKI Yoshihito. (#mikiyoshihito) is licensed under CC BY 2.0 .