Ученые из Колумбийского университета в Нью-Йорке разработали технологию, позволяющую копировать информацию с любого цифрового носителя напрямую в ДНК, фактически превращая клетки живых организмов в миниатюрные устройства для записи и хранения данных, пишет ВВС.

Например, если загрузить компьютерный код в ДНК какой-нибудь кишечной палочки, это никак не отразится на ее способности к размножению. А значит, такие «ожившие программы» могут самым естественным образом бесконечно штамповать собственные копии в чашке Петри, непрерывно обновляя зашифрованный в них код.

Другими словами — тысячелетия хранить нужную информацию в почти неизменном виде.

Пока что новая технология сильно уступает другим, привычным методам хранения данных - как по скорости, так и по объему записывающих устройств.

Сама по себе технология сборки ДНК не нова. Азотистых оснований, из которых состоит генетический код, всего четыре. В лабораторных условиях их можно собирать в цепочку, нанизывая одно за другим.

Делается это при помощи технологии CRISPR-Cas9, более известной как «генетические ножницы». Она была разработана восемь лет назад, а в прошлом году была удостоена Нобелевской премии по химии.

Однако сборка генетического кода на молекулярном уровне - работа кропотливая: она требует массы времени и специального оборудования. Во всяком случае так было до последнего времени, пока группе ученых из Колумбийского университета не удалось автоматизировать этот процесс.

«Нам удалось научить клетки разговаривать с компьютером посредством электронных сигналов и таким образом скачивать информацию с любого электронного носителя», - рассказал ведущий автор исследования, профессор системной биологии Харрис Ванг.

Опыты проводились в его лаборатории, с использованием кишечной палочки E. coli. Эта бактерия настолько хорошо изучена, что микробиологи часто использую ее клетки в своих экспериментах в качестве подопытных кроликов.

Однако, подчеркивает профессор, CRISPR хорошо подходит и для редактирования человеческого генома. А значит, можно надеяться, что в будущем информацию можно будет копировать из компьютера напрямую в клетки людей.

Изначально эксперимент проводился для того, чтобы автоматизировать сложный процесс сборки ДНК и сделать его более доступным — не требующим специальных знаний и оборудования.

Однако, по словам профессора Университета центральной Флориды в Орландо Дмитрия Колпащикова, использовать генетический код для записи компьютерных программ довольно странно: для этого есть другие, куда более простые и эффективные способы.

«Чтобы записать один бит информации, в клетку посылали электрические сигналы на протяжении 14 часов. Чтобы найти этой технологии хоть какое-то практическое применение, процесс необходимо сильно ускорить. Притом что очевидных способов сократить это время нет: на запись одного бита будет уходить в лучшем случае час, а то и несколько», - говорит он.

В ходе эксперимента, продолжавшегося 42 часа, ученым удалось записать в ДНК всего три бита информации.

Профессор Ванг говорит, что в лаборатории процесс замедляли специально, а плотность записи информации в формате ДНК теоретически может быть даже выше, чем позволяют существующие технологии. Не говоря уже о том, что клеточное строительство едва ли уступает по скорости цифровой записи.

Однако, по словам Колпащикова, даже в этом случае предлагаемый американцами метод вряд ли окажется более эффективным, чем уже существующие сегодня способы записи информации.

Искусственно собранные цепочки генетического кода используются для самых разных целей. Например, в лаборатории, которой руководит Колпащиков, из так называемой компьютированной ДНК собирают наномашины для терапии раковых заболеваний, гриппа, а также проведения опытов в области генной инженерии.

Если процесс сборки удастся автоматизировать и ускорить, то разработанная американцами технология может оказаться весьма востребованной. Ведь так или иначе она позволяет установить прямой канал передачи данных между привычными нам компьютерами и живыми клетками.

И хотя пока канал этот и не самый быстрый и надежный, по словам профессора Ванга, у нее есть еще одно очень важное преимущество.

«В ДНК информация записана в трехмерном аналоговом виде, а это наиболее устойчивая форма. В таком виде данные могут храниться сотни тысяч, а то и миллионы лет», - уверяет он.

Профессор Ванг не спорит, что пока технология находится на самом начальном этапе разработки. В идеале нужно как-то автоматизировать и обратный процесс: сделать так, чтобы клетка могла не только копировать и сохранять информацию, но и самостоятельно передавать ее куда-то. Только тогда она научится полноценно «разговаривать с компьютером» - не только слушать, но и отвечать.

Следующий шаг, по его словам, - упростить способ передачи информации из компьютера в клетку. Сейчас для этого используется поток электронов, но в будущем его можно заменить чем-нибудь другим. Например, переменным магнитным полем или температурой внешней среды. Или даже обычным лучом света - ведь фоторецепторы есть у большинства живых организмов.

Тогда, отмечает профессор, копировать информацию в ДНК можно будет куда быстрее - ведь запись можно будет одновременно вести сразу на нескольких частотах.