Prije nekih šest i pol godina objavljeno je kako su znanstvenici s ETH u Zurichu uspjeli pohraniti čitav glazbeni album u obliku genetske informacije, kodirajući ga u molekule sintetiziranog DNK. Radilo se o albumu Massive Attacka "Mezzanine" koji će tako ostati sačuvan, vjeruje se, za vječnost. Taj album grupe koju se smatra pionirima trip-hopa, podstila elektronske glazbe, tad je navršio 20 godina od objavljivanja, pa su znanstvenici uglednog švicarskog sveučilišta procijenili da zaslužuje biti prvi i po pohrani tim inovativnim načinom.
– Tom metodom omogućuje se pohrana glazbe na stotine tisuća godina. Za usporedbu, CD-i bi trebali trajati ne više od 30-ak godina, rekao je prof. Robert Glass iz Laboratorija za funkcionalne materijale na ETH. Treba dodati da je preduvjet dugotrajnosti tako pohranjenih podataka da nisu izloženi ultraljubičastoj svjetlosti ili vlazi. Dakle, podaci se, u ovom slučaju digitalni audio, prevode u genetski kod. – Dok su informacije pohranjene na CD-u ili tvrdom disku slijed nula i jedinica, biologija pohranjuje genetske informacije u slijedu četiri građevna bloka DNK: A, C, G i T, objašnjava Grass.
Taj je znanstvenik sa svojim kolegom Reinhardom Heckelom već bilježio slične pothvate. Recimo, 2015. godine u DNK su pohranili švicarsku saveznu povelju triju malenih kantona iz 1291. godine kojim je osnovana švicarska država. Očekivalo se da će tehnologija do današnjeg doba biti u cijelosti komercijalizirana. To se još nije ostvarilo, ali bilježe se napreci. Dr. sc. Mateo Sokač, predavač na Sveučilištu Algebra, kaže kako ideja postoji već nekoliko godina, a čak su pohranjeni videi i slike u genom Escherichije Coli.
POVEZANI ČLANCI:
– Ideja je utemeljena na tehnologiji CRISPR-CAS koja nam omogućava dodavanje ili editiranje DNK sekvence unutar samog organizma. Trenutačno je najveći problem dobivanje podataka iz genoma jer je dugotrajno, što znači da jedan mali video (GIF) učitavate nekoliko sati što i nije baš zgodno. Također, pri sintezi i čitanju DNK ima pogrešaka koje se još trebaju minimalizirati kako podaci ne bi bili oštećeni. Ako pohranjujemo podatke u žive organizme, poput bakterija, moramo uzeti u obzir sve mehanizme koje ta bakterija redovno radi, a možda ih još ne poznajemo dovoljno. I na kraju, tehnologija editiranja genoma već postoji 10-ak godina, te je najveća prepreka zapravo moralna jer iako modifikacija gena ima ogroman potencijal za dobre svrhe, isto vrijedi i za one negativne. Konačno, rekao bih da bez obzira na ogroman potencijal tehnologija još nije blizu komercijalne upotrebe jer je i dalje jednostavno neisplativa, kaže dr. Sokač.
Dakle, 5000 staklenih perli albuma Massive Attack nevidljivo je golim okom. Čuvaju se u malenoj bočici, s praktički vječnim rokom trajanja. DNK se može ukloniti iz staklenih kuglica u bilo kojem trenutku, omogućujući korištenje DNK sekvenciranja za čitanje pohranjene glazbene datoteke i njezinu reprodukciju na računalu. Tako nekako to funkcionira. Gustoća DNK tolika je da se u samo jednom gramu može pohraniti deset milijuna sati visokorezolucijskog videa.
Upravo nedavno pojavio se i dodatak ovoj tehnologiji. U Natureu je opisana inovativna metoda kojom se omogućuje pohranjivanje informacija u DNK u obliku binarnog koda, istim nizovima nula i jedinica, 0 i 1, koji koriste standardna računala. To bi jednom moglo biti jeftinije i brže od kodiranja informacija u nizu građevnih blokova koji čine DNK, odnosno metode koju koriste stanice i na temelju čega se temelje istraživanja da se DNK iskoristi za pohranjivanje umjetno generiranih podataka. Ovo je postignuće nastalo, treba li uopće govoriti, u Kini, na Sveučilištu Peking u tamošnjem istoimenom glavnom gradu.
– Metoda je toliko jednostavna da ju je 60 volontera iz različitih sredina moglo koristiti za pohranjivanje nekog teksta koji su odabrali sami. Mnogi od njih u početku nisu mislili da će ta tehnologija funkcionirati. Kad su vidjeli slijed i dobili ispravan tekst, tada su počeli vjerovati da se to stvarno može napraviti, kaže Long Qian, računalna sintetska biologinja s tog sveučilišta. Objašnjeno je i na koji su način kineski znanstvenici to postigli.
POVEZANI ČLANCI:
Kako bi razvili jeftiniji i brži način, Qian i njezini kolege gledali su što mogu s epigenomom, nizom molekula koje stanice koriste za kontrolu aktivnosti gena bez modificiranja same sekvence DNK. Na primjer, molekule koje zovemo metilnim skupinama mogu se dodati ili ukloniti iz DNK kako bi se izmijenila njegova funkcija. Ovi su znanstvenici razvili sustav u kojem se niz kratkih, gotovih 'ciglica' od DNK, sa ili bez metilnih skupina, može dodati u reakcijsku cijev kako bi se formirao rastući DNK lanac s točnim binarnim kodom. Kako bi dohvatili podatke, istraživači koriste tehniku sekvenciranja DNK koja može otkriti metilne skupine duž DNK lanca. Rezultati se mogu tumačiti kao binarni kod, pri čemu prisutnost metilne skupine odgovara 1, a odsutnost 0. Budući da tehnika koristi prefabricirane djeliće DNK, mogla bi se dodatno optimizirati za masovnu proizvodnju. To bi postupak učinilo mnogo jeftinijim od sintetiziranja posebnog DNK lanca za svaki bit informacije koji se pohranjuje.
Sljedeći izazov bit će ustanoviti koliko se sustav dobro skalira da bi mogao prihvatiti velike skupove podataka. Sve ovo doista je zanimljivo, a možda je još zanimljivije od koga je osnovna ideja pohrane podataka u DNK potekla. Bio je to nitko drugi nego jedan od najkarizmatičnijih fizičara u povijesti Richarda Feynman. Ideja o digitalnoj pohrani podataka u DNK datira iz 1959. godine, kada je taj znameniti znanstvenik u svojoj knjizi "There's Plenty of Room at the Bottom: An Invitation to Enter a New Field of Physics" iznio opći pogled na stvaranje umjetnih objekata sličnih objektima mikrokozmosa, uključujući biološke, koji bi imali slične ili čak veće mogućnosti.
Onda je negdje 1964.– 1965. sovjetski fizičar Mihail Samojlovič Neiman objavio tri članka o mikrominijaturizaciji u elektronici na molekularno-atomskoj razini, u kojima su neovisno predstavljeni opće razmatranje i neki izračuni mogućnosti snimanja, pohranjivanja i pronalaženja informacija o sintetiziranoj DNK i RNK molekuli. Uistinu, jedna od najranijih upotreba pohrane DNK dogodila se 1988. u suradnji umjetnika Joea Davisa i znanstvenika sa Sveučilišta Harvard. Slika, pohranjena u nizu DNK u E.coli, bila je organizirana u matricu površine 5 x 7 bitova koja je, nakon dekodiranja, oblikovala sliku drevne germanske rune koja predstavlja život i Zemlju majku. U matrici, jedinice su odgovarale tamnim pikselima, dok su nule odgovarale svijetlim pikselima.
>> FOTOGALERIJA 30 tajni vašeg pametnog telefona: Jeste li svjesni što sve zna o vama?