CB_banner_new.jpg
Winchester vagy DNS?

Winchester vagy DNS?

2013.02.13. 18:02 Sexcomb

dnsinformacio.jpgAzt már szinte közhely, hogy egy DNS molekula alkalmas lenne hosszú távú adattárolásra, hiszen kis helyet foglal és bizonyítottan eláll évezredekig, miközben nem igényel különleges körülményeket. Viszont hátrányai is vannak, például a hosszú, adott szekvenciájú DNS szakaszok szintézise nem megoldott, azaz sehol sem tudnak neked tetszőleges bázissorrendű, egy gigabázis méretű DNS szálat készíteni. Ráadásul a bázissorrend meghatározása nem egyszerű és nem is gyors, de hát ez nyilván nem túl fontos szempont, ha évezredeken át meg akarunk őrizni valamilyen adatot. Nick Goldman és munkatársai (van köztük egy magyar is, Sipos Botond) éppen ezért kicsit másképpen közelítették meg a dolgot: Ismert bázissorrendű rövid DNS szakaszok könnyen és viszonylag olcsón szintetizálhatóak, így eleve ezeket használták föl adattárolásra. A 757 kilobytenyi kiválasztott adatot egy egyszerű kódtábla alapján DNS szekvenciává fordították, amely így nem tartalmazott ismétlődő bázisokat, mivel ezeknél gyakrabban lépnek fel hibák a második generációs szekvenálási eljárások során, így több hibával lennének csak kinyerhetőek az adatok. A csak elméletben létező hosszú DNS molekulát többféleképpen bontották rövidebb, egymással átfedő szakaszokra, így négyszeres lefedettséggel szintetizáltatták meg a molekulát, ezzel próbálták csökkenteni az adatvesztés lehetőségét. A végén egészen pontosan 153.335 oligonukleotidot terveztek meg, amelyek mindegyike 117 bázispár hosszúságú volt. Érdemes megemlíteni a szerzők megjegyzését, miszerint a teljesen egységes méretű DNS darabok és a homopolimerek teljes hiánya nyilvánvalóvá teszik, hogy a végeredményképpen kapott DNS nem természetes eredetű, így feltételezhetően szándékos tervezés eredménye és információt hordoz.

A kész DNS -t liofilizálták (fagyasztva szárították), majd egyszerű postán küldték el az USÁból Németországba, mellőzve minden különleges csomagolási vagy tartósítási eljárást.

A csomagban kapott DNS bázissorrendjét egy második generációs szekvenáló platformmal határozták meg, ezt számítógépen illesztették össze, a nélkül, hogy a fogadó laborban bármit is tudtak volna a kísérlet tervezéséről, vagy a DNS elkészítésének részleteiről. Az eredetileg tárolt öt állományból (Shakespeare összes szonettje .txt állományban, Watson és Crick 1953 -as közleménye a DNS szerkezetéről .pdf formátumban, egy fénykép .jpg formátumban, Martin Luther King egy beszédének részlete .mp3 formátumban és a Huffman kód, amivel az adatokat DNS bázisokká fordították) négyet hibátlanul visszanyertek, az ötödikből két huszonöt bázisnyi szakasz hiányzott csak.

dnsinformacio02.jpgMég egy érdekes összehasonlítást tartalmaz a közlemény, ugyanis ebben a kísérletben egy megabyte méretű adattömeggel dolgoztak, de nyilván felmerül a kérdés, hogy ezzel a technológiával ennél nagyobb adatmennyiségeket mennyiért lehetne tárolni, hiszen a módszer költsége alapvető fontosságú szempont. Meglepő módon nagyobb adatmennyiségeket sem sokkal drágább így tárolni, a második ábrán ez látható, szédítő mennyiségű adattömeg kezelhető a jelenleg rendelkezésünkre álló módszerekkel, bár azért ez még mindig elég drága, legalábbis engem elriasztana a jelenlegi megabyteonkénti 12400 dollár az írásért, és 220 dollár/MB az adat elolvasásáért, bár nyilván ezt jelentősen csökkentené, ha a DNS szintetizálás és/vagy a szekvenálás olcsóbbá válna, vagy akár ha képesek lennénk hosszabb DNS szakaszokat szintetizálni. Viszont bizonyos felhasználási területeken, például kormányzati, vagy történelmi adattárolásra ez a módszer akár már most is olcsóbb lehet, mint a meglévők. Jelenleg a szerzők úgy becsülik, hogy ~600-5000 évnyi időtartamra számítva olcsóbb a módszerük a jelenleg használatos archiválási eljárásoknál, bár ez nyilván függ attól, milyen időközönként írják újra az adathordozókat. Viszont ebben az a sárkányosság, hogy ha az eddigi folyamatok folytatódnak, egy évtized múlva várhatóan százszor olcsóbb lesz a DNS szintézis és szekvenálás, viszont akkor már ötven évnyi időtávra is olcsóbb lesz DNS molekulákban adatot tárolni, mint mágneslemezeken. Szóval könnyen lehet, hogy pár ezer év múlva a régészek nem pergameneket vagy agyagtáblákat böngésznek majd, hanem szekvenálógépekkel dolgoznak.

Goldman N, Bertone P, Chen S, Dessimoz C, LeProust EM, Sipos B, Birney E. (2013) Towards practical, high-capacity, low-maintenance information storage in synthesized DNA. Nature. 494(7435):77-80

5 komment tarsadalom biobulvár modszerek Tovább
Winchester vagy DNS? Tovább
Facebook Tumblr Tweet Pinterest Tetszik
0
5 komment

Ajánlott bejegyzések:

  • Az USA mezőgazdasága átalakul Az USA mezőgazdasága átalakul
  • Miért csak az elnöknek jut Regeneron? Miért csak az elnöknek jut Regeneron?
  • Hogyan tervezzünk új antibiotikumot? Hogyan tervezzünk új antibiotikumot?
  • Felszarvazva - 4. Felszarvazva - 4.
  • Narancspofa Narancspofa

A bejegyzés trackback címe:

https://criticalbiomass.blog.hu/api/trackback/id/tr375078851

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

dolphin · http://adlibitum.hu 2013.02.13. 22:28:22

Néhány részletet azért még belevennék a sztoriba: egy trináris kódot készítettek (így a korábban bináris digitális információ már eleve rövidíthető). Persze itt rögtön felmerül, hogy miért pont trináris, hiszen négy bázispár van: valóban négy, de csak hármat használnak aditt pillanatban, pont a nukleotid ismétlődések elkerülésére. Vagyis az egyest attól függően kódolhatja G, C, T vagy A is, hogy az ezt megelőző nukleotida A, T, C vagy G volt.
(lásd még itt is: www.economist.com/news/science-and-technology/21570671-archives-could-last-thousands-years-when-stored-dna-instead-magnetic)

Annyi óvatosság még nem árt, hogy nem tudjuk, a liofilizált DNS darabokban mennyi idő alatt alakul majd ki annyi mutáció, hogy azok visszafejtési gondot okozzanak. Ugye elvileg elég egy nukleotida megváltozása, hogy egy komplexebb fájl CRC checksumját megbolondítsa, márpedig a környezeti tényezők közt sok mutagén van (nem véletlenül bonyolult az archaikus DNS visszafejtése).
Válasz erre 

Sexcomb 2013.02.14. 08:18:08

Ők négyszeres lefedettséggel dolgoztak, tehát egy-egy mutációt még ki lehet küszöbölni, viszont a lefedettség még jócskán növelhető, gondolom nincs elméleti akadálya, hogy tízszeres vagy húszszoros lefedettséggel dolgozzanak, bár nyilván ez megdrágítja a módszert.
Válasz erre 

fordulo_bogyo 2013.02.14. 10:33:32

Nagyon otletes!
Dolphin: a mutacio talan nem olyan nagy problema, hiszen a szintezisnel nem egyetlen peldany keszult a 117 bazis hosszusagu darabbol, hanem kb egymillio peldany, es visszaolvasasnal is tobb szalat (feluletes olvasasra ugy tunik, hogy kb otvenet) olvasnak el atlagosan mindegyikbol, es marad boven ujraolvasasra valo anyag, ha valahol bizonytalansag van.

Eleve mar a szintezisnel is 1:500 a mutacio eselye a cikk szerint, de a modszer annyira robosztus, hogy ez nem zavarja.
A mutacio veletlenszeruen mas es mashol lesz a kulonbozo molekulakban, igy ismetelt olvasasokbol tobbseg dont alapon eleg sokaig meg lehet allapitani mi volt az eredeti bazis... Ha jol gondolom, ha egy adott pozicioban a bazisok fele mutans, az meg nagy biztonsagu olvasast eredmenyez: 50 %-ban a helyes bazis, 16-16-16 % ban a masik harom bazis lesz jelen.
Válasz erre 

Ignis_veneficus 2013.02.14. 14:43:33

Vannak hibaturo kodolasok, amivel mar a binaris adatokat lehet hibaturobbe tenni, igy az adat akkor is olvashato, ha adott resze hibas.
en.wikipedia.org/wiki/Error_correction_codes
Válasz erre 

Tom Benko 2013.02.14. 14:43:36

Átlinkelem a hupra is, szerintem ott is lenne érdeklődő.
Válasz erre 
Mégsem
Mégsem

Megjegyzés:
Facebook

Mijez

A Kritikus Biomassza egy főként biológusokból álló baráti társaság blogja, ahol megmondjuk a véleményünket mindenféle biológiával kapcsolatos témáról és nemcsak...

Keresés

impakták

Utolsó kommentek

  • Kovacs Nocraft Jozsefne: @Mesterséges Geci: Ahogy egy másik blogba küldött kommentemben írtam, lehetünk ló- és tehéntrágya nagyhatalom is, minek ipar ebbe az országba? Bár a tehén nem jó, mert sok metánt fingik a légkörbe... (2023.02.21. 20:59) Hogyan vernek át? A mérgezett víz esete
  • Sexcomb: @Mesterséges Geci: Eltűnt valamilyen hozzászólásod? Akkor? Az a cenzúra, hogy nincs cenzúra? Tehát neked van egy erős érzelmi alapállásod, amivel hogy ha nem egyeznek a valóság tényei, akkor inkább... (2023.02.21. 19:42) Hogyan vernek át? A mérgezett víz esete
  • Mesterséges Geci: @Sexcomb: gáz, ha ezt magyarázni kell. Cenzúra = csak az jelenhet meg, amit megengedek. Előmoderáció... lássuk csak... ja, igen, ez pontosan az. Ennél már csak az a nagyobb gáz, ahogy ezt itt a blo... (2023.02.21. 19:37) Hogyan vernek át? A mérgezett víz esete
  • Mesterséges Geci: Ja, és (lásd előző, még hivatkozni sem tudok rá) pont az Átlátszó hírhedt a félrevezető cikkei miat... Aham... a nemzethhy sajtóban, meg a fideSS propagandistái körében. (2023.02.21. 19:36) Hogyan vernek át? A mérgezett víz esete
  • Sexcomb: @Mesterséges Geci: Ha elolvastad volna, rájöttél volna, hogy erről egyáltalán nem szól. Milyen cenzúra? Moderáció azért kell, mert viszonylag gyakran akarnak hozzászólásnak álcázott potencianövelő... (2023.02.21. 18:10) Hogyan vernek át? A mérgezett víz esete
  • Utolsó 20

Friss topikok

  • Kovacs Nocraft Jozsefne: @Mesterséges Geci: Ahogy egy másik blogba küldött kommentemben írtam, lehetünk ló- és tehéntrágy... (2023.02.21. 20:59) Hogyan vernek át? A mérgezett víz esete
  • fuhur: Szerintem az áránál fontosabb kérdés a tű bisszahúzásának a hibaszázaléka. (2022.04.27. 18:53) L-SOMA a gyomorinjektáló kapszula
  • Untermensch4: @lpt1: "milyen érdekes ez a sok GMO-hülye, aki veled szembe jön az autópályán, nem?" Mikor Berta n... (2021.04.29. 21:41) Hogyan duplázhatnánk meg a magyar GDP -t?
  • Tony Multh: Kedves Kalmár Éva, azt kérdezem, hogy a kb 10 évvel korábbi cíkke óta miként látja ma, 2021-ben a ... (2021.03.25. 18:55) Ketogén diétával a rák ellen?
  • glantos70: Érdekes cikk, köszi! (2021.03.05. 21:05) Miért egyenlőtlen a Lyme-kór fertőzések eloszlása?

Facebook

Tovább a Facebook-ra

YouTube csatorna

Címkék

#geekemberek (1) abiogenezis (2) adathordozás (1) adhd (1) agouti (3) agy (5) aids (2) alex (1) alkohol (3) áltudományok (6) alvas (1) anatómia (10) antibiotikum (9) antidepresszáns (1) antipszichotikum (1) antitest (1) anyatej (1) archeogenetika (2) astyanax (4) atavizmus (1) autofágia (1) baktérium (11) ben goldacre (4) biobulvár (56) biodizájn (11) biohacking (2) biokémia (3) biotechnológia (10) biotrial (1) bmp (1) bőr (1) bt toxin (11) burgess shale (1) cannabis (1) carl zimmer (1) cb10 (11) cb10-retro (3) cc-by 4.0 (1) chemoton (1) cichlid (1) cliff tabin (1) craig venter (3) CRISPR (12) csalánozók (1) csigák (1) csokeveny szervek (13) ctvt (1) cukorbetegség (1) daganatok (5) david kingsley (6) deextinkció (2) denevér (4) denisova (3) devbio101 (12) dezinformáció (3) diybio (1) DNS (17) dohanyzas (1) domesztikáció (3) dopping (1) Drosophila (1) ebola (2) ediakara fauna (2) élethossz (1) élet és tudomány (72) elsevier (1) embryo (10) endocannabinoid (1) epigenetika (3) értelmes tervezés (13) értem (12) érzékelés (1) etika (1) evodevo (86) evolúció (12) evolucio (168) exobiológia (1) fajképződés (4) fehérje (4) fejlábúak (2) fgf (1) filmkritika (2) first peoples (2) flagellum (2) fossziliák (25) fotók (1) foxp2 (5) gene-drive (1) génexpresszió (8) genomok (13) gensebeszet (79) génterápia (4) george church (10) geospiza (2) gépház (3) gmo vita (112) gomba (9) greenpeace (10) gyógyszerkísérlet (7) h1n1 (1) hal (1) halak (2) hangya (1) háziasítás (7) hgt (10) hiv (3) homeopatia (5) homo floresiensis (5) homo naledi (1) homo neanderthalis (13) homo sapiens (6) hox (19) hülyeség (3) human (49) idegelettan (8) illúziók (1) immun (9) impakták (11) influenza (1) intelligens tervezés (15) intelligent design (15) ismeretterjesztés (3) járvány (7) kabóca (1) karotenoid (1) kérészek (1) ketogén diéta (1) kettős hélix (1) kettős spirál (1) kezdőknek (5) kitlg (2) klíma (4) kolónia (1) konvergens evolúció (4) könyvajánló (16) környezetvédelem (6) kozmetika (1) kreacionizmus (17) kromoszómák (1) kutya (14) lamarck (1) látás (4) lebontó folyamatok (1) lovak (4) lúgosítás (2) macska (5) madar (2) magnetorecepció (1) malária (1) malaria (1) mamut (3) march for science (1) matemorfózis (1) mc1r (11) meetup (34) melanizmus (1) membracidae (1) méreg (3) mezőgazdaság (1) mikrobiológia (19) mikrobióm (2) mikroRNS (3) mimikri (1) mintázatok (18) modszerek (3) molekuláris gasztronómia (19) mooc (4) mosaicscience (2) mta (3) műanyag (2) myostatin (2) négyes hélix (1) neil shubin (2) neurobiológia (4) nipam patel (1) nobel díj (7) növénybiológia (4) nyelvkészség (1) ökológia (3) olimpia (1) oltások (10) oltványozás (3) ölveczky bence (1) onthophagus (4) opszin (4) optogenetika (1) öregedés (3) organoid (1) öröklődés (13) orvoslás (3) őssejt (9) oxitec (1) paleontológia (1) paleo diéta (6) papagáj (2) parabiózis (1) paraziták (4) peromyscus (3) peter grant (2) pettyesaraszoló (2) pigmentáció (1) pinty (6) placebo (1) polio (2) probiotikum (1) pszeudogének (7) pszichedelikumok (1) pterosaurus (1) puhatestűek (2) ragályos rák (1) rákkutatás (17) rasszizmus (3) regeneráció (2) rendezetlen fehérjék (1) rendszertan (1) retrogén (5) richard lenski (4) RNS (5) rosemary grant (2) rovarok (1) sarlatánok (3) SARS-CoV-2 (1) sean b carroll (2) sejtosztódás (2) shh (1) shinja jamanaka (1) shinya yamanaka (1) snowball (2) specáció (1) steve horvath (1) sügérek (2) szekvenálás (1) szem (14) szendi gábor (6) szépségipar (1) szex determináció (3) szimuláció (1) szintetikus biológia (3) szúnyogok (1) tájékozódás (1) tánc (2) táplálkozástudomány (18) tarsadalom (8) TDCS (1) természetfilm (1) tiktaalik (1) tim hunt (1) többsejtűség (2) toxoplasma (3) transzpozon (3) tudkom (11) tudomány történet (8) tudpol (15) tükörteszt (4) tüskéspikó (3) űrkutatás (1) végtagfejlődés (3) velőléc (1) vércsoportok (1) vírusok (3) viselkedés (7) werner szindróma (1) wnt (1) wolbachia (7) zika (1) Címkefelhő

Archívum

  • 2023 február (1)
  • 2022 május (1)
  • 2022 február (2)
  • 2021 március (2)
  • 2021 február (3)
  • 2020 december (1)
  • 2020 október (1)
  • 2020 augusztus (2)
  • 2020 július (7)
  • 2020 június (4)
  • 2020 május (3)
  • Tovább...

Feedek

  • RSS 2.0
    bejegyzések, kommentek
  • Atom
    bejegyzések, kommentek
XML

Creative Commons

Creative Commons Licenc

Egyéb

evolúció, biológia, genetika, fejlődéstan, kreacionizmus, intelligent design, intelligens tervezés, áltudományok, biology, genetics, evolution
süti beállítások módosítása
Dashboard