«Химические нейроны» помогут извлекать данные из ДНК и обрабатывать их
ДНК позволяет хранить огромное количество информации. Теперь ученые нашли способ извлекать ее и записывать с высокой скоростью.
Наши современные системы хранения данных могут быть впечатляющими, но, как и во многих других вещах, природа сделала это гораздо эффективнее, чем все, чего мы достигли. Один грамм ДНК может хранить до 215 миллионов ГБ данных. В теории это значит, что содержимое всего Интернета можно поместить во что-то размером с коробку из-под обуви. Более того, при правильных условиях ДНК может существовать тысячи или даже миллионы лет.
Неудивительно, что ученые изучают способы использования ДНК для хранения данных. Книги и альбомы хранятся на ДНК, в то время как другие исследователи изучают, как увеличить плотность данных, стабильность и простоту записи или чтения данных из ДНК. И, кажется, ученые нашли способ это сделать.
Химические нейроны для обработки ДНК
В новом исследовании ученые из CNRS, ESPCI Paris-PSL и Токийского университета сосредоточились на улучшении способов поиска определенных фрагментов данных, хранящихся в ДНК, и выполнения с ними вычислений. Команда создала химические нейроны, используя три фермента, которые вступают в специфические реакции друг с другом, что позволяет им передавать информацию, копируя работу нейронов головного мозга. Затем эти нейроны были структурированы в архитектуру, объединяющую несколько слоев, которые функционируют как нейронная сеть.
Эти химические нейроны способны выполнять вычисления с данными, хранящимися в капельках, содержащих ДНК, и выражать результаты, испуская флуоресцентные сигналы, которые могут быть интерпретированы другими приборами. Используя микрофлюидные системы для ускорения ферментативных реакций, по словам ученых, можно проводить за раз десятки тысяч таких операций.
Этот метод может не только помочь ученым находить и обрабатывать данные, содержащиеся в огромных базах данных ДНК, но и в конечном итоге помочь обнаружить биомаркеры заболеваний в анализах крови или других жидкостных биопсиях.