Gen teknolojisinde devrim gibi gelişme! DNA’ya işletim sistemi ve virüs yüklendi

Yeni geliştirilen kodlama sistemi, DNA moleküllerinin veri depolama kapasitesini en üst düzeye çıkarıyor. Bilim insanları DNA Fountain tekniğiyle canlı DNA’sına işletim sistemi, video ve virüs yüklemeyi başardı; üstelik DNA’nın aktarım hızı oldukça yüksek! Bu gelişmenin devrim niteliğinde sonuçları olacağı belirtiliyor! Canlıların genetik yapısı yeniden programlanabilecek ve tasarım insan mümkün hale gelecek! New York Genome Center araştırmacıları, yaptıkları deneylerde sorunsuz bir şekilde bir DNA’ya video, işletim sistemi ve bir virüs yüklemeyi başardı. Bilim insanları daha önce DNA’dan esinlenerek çeşitli depolama teknolojileri geliştirmişlerdi ancak gerçek bir canlı DNA’sını veri depolamak için bir alana dönüştürmek daha önce başarılamamıştı. Bir cep telefonunda video akışını sağlamak için tasarlanmış bir algoritma, dört temel nükleotide daha fazla bilgi sıkıştırarak DNA’nın neredeyse tümüyle depolama potansiyelinin kilidini açtı. Yeni geliştirilen bu teknolojinin son derece güvenilir olduğu da kanıtlandı.

Bu konuyla ilgili çalışmalar yürüten New York Genome Center araştırmacıları, DNA’nın içine birden fazla veri depolamayı başardı. Bu teknikle yapılan deneme sonucunda bilim insanlarının bir DNA’nın içine bir film, işletim sistemi ve zararlı yazılım (virüs) sığdırdıkları ve DNA’nın olağanüstü bir aktarma hızına sahip olduğu söyleniyor. Yeni keşif bir yandan bilgisayar teknolojisini altüst edecek; veri depolama yöntemlerini kökünden değiştirecek!

Yeni geliştirilen DNA testi Down sendromu teşhisinde çok etkili bulundu

Öte yandan tüm canlı organizmaların genetiğine müdahale etme ve yeniden tasarımın kapılarını açacak. DNA, son derece kompakt olduğu için serin ve kuru bir yerde yüz binlerce yıl sorunsuz şekilde bozulmadan kalabiliyor. Bunun kanıtı, 430.000 yıllık bir fosilden DNA’nın geri kazanılması ile gösterilmiştir.

Canlı genetiği yeniden programlanabilecek! Tasarım insan mümkün olacak! 

Bu yeni gelişmeler canlıların genetiği üzerinde değişiklikler yapılıp yapılamayacağı sorularını da gündeme getiriyor. Böyle bir şeyin gerçekleşmesi durumunda doğacak çocukların nasıl görüneceği, hangi yeteneklere sahip olacağı önceden belirlenebilecek. DNA’yla ilgili yeni gelişmeler bunlara imkan tanıyacak kadar geliştirilebilir mi?

Bu heyecan verici araştırmanın yazarlarından birisi olan bilgisayar bilimleri profesörü Dr. Yaniv Erlich, elde ettikleri bulgularla ilgili şunları söylüyor: “DNA, zamanla kaset şeritleri ve CD’ler gibi bozulmayacak ve eski haline gelmeyecek. DNA doğal ortamlarda bile yüz binlerce yıl yaşayabildiğini kanıtladığı için oldukça güvenilirdir.

Araştırmacılar, verileri bir ana dosyaya sıkıştırdılar ve sonra bunları bir ve sıfırlardan oluşan ikili kod kısa dizelerine böldüler. Çeşme kodları olarak adlandırılan bir silme düzeltme algoritması kullanarak dizeleri rastgele olarak damlacıklar diye adlandırdılar. Her bir damlacıktaki ve DNA’daki dört nükleotid baza eşlenen sıfırları sabitledi: A, G, C ve T algoritması silindi. Sonuçta, her biri 200 baz uzunluğundaki 72.000 DNA zincirinin dijital bir listesi oluştu. Araştırmacılar, verileri yeniden okuyabilmek için modern dizileme teknolojisini kullandılar. Genetik kodu ikili haline çevirmek için kullanılan yazılımlar izledi. Ve kaydettikleri verileri sıfır hata ile yeniden okuyabildiler.

İnsan DNA’sı verilen fare embriyosunun beyni büyüdü

Araştırmacılar ayrıca, DNA örneklerini polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile çarpılarak, kodlayıcı teknikleriyle dosyaların neredeyse sınırsız sayıda kopyasının oluşturulabileceğini ve bu kopyaların ve hatta kopyalarının kopyalarının üretilebileceğini gösterdiler. Yeni kodlama stratejisinin, tek bir DNA gramı üzerinde 215 petabayt veri depolayabildiği kanıtlandı. Sonuçlarla ilgili konuşan Prof. Erlich, “Bunun şimdiye kadar oluşturulmuş en yoğun veri depolama aygıtı olduğuna inanıyoruz” dedi.

Kaynak: DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture. Yaniv Erlich, Dina Zielinski.  Science, 2017; 355 (6328): 950 DOI: 10.1126/science.aaj2038.

Makalenin tam metnine aşağıdaki linkten ulaşılabilir:

Abstract
DNA is an attractive medium to store digital information. Here we report a storage strategy, called DNA Fountain, that is highly robust and approaches the information capacity per nucleotide. Using our approach, we stored a full computer operating system, movie, and other files with a total of 2.14 × 106 bytes in DNA oligonucleotides and perfectly retrieved the information from a sequencing coverage equivalent to a single tile of Illumina sequencing. We also tested a process that can allow 2.18 × 1015 retrievals using the original DNA sample and were able to perfectly decode the data. Finally, we explored the limit of our architecture in terms of bytes per molecule and obtained a perfect retrieval from a density of 215 petabytes per gram of DNA, orders of magnitude higher than previous reports.

YORUMUNUZ VAR MI?

Label

İsim*

Email*

Δ

Label

İsim*

Email*

Δ

1 Yorum

En Yeniler

Eskiler Beğenilenler

Inline Feedbacks

Tüm yorumları gör

Orçun törer

7 yıl önce

Gene genetik hayalleri DNA ya istediğimizi yazıp istediğimiz özellikte canlı elde edeceğiz öyle mi üzgünüm ama canlılık öyle işlemiyor mesela insan DNA sı vücuttaki bakterilerin genetiği ile sürekli destekleniyor toplamda kendisinden bin kat fazla DNA materyali ile değiş tokuş halinde.. Bu hayalleri insan Genom projesinde yaşadık zaten tüm DNA yi… Devamını oku »

0

Yanıtla