Биология

Картинки и видео записали в ДНК живых существ

Изображения, которые были закодированы, а затем «вытащены» из ДНК живой клетки

Harvard Medical School

Ученым удалось записать картинку и короткий фильм в ДНК, превратив бактерии в средство хранения данных. Об этом сообщает журнал Nature.

Исследователи из Гарварда работали с изображением руки человека, а также с пятью кадрами галопирующей лошади — одним из первых «видеороликов» в истории, снятым в 1878 году. С помощью особой программы они конвертировали изображения в наборы «букв» ДНК (нуклеотидов), кодируя каждый пиксель определенной последовательностью.

Однако сами по себе молекулы ДНК — слишком неудачный материал для записи информации из-за своей хрупкости и «одноразовости» (информацию на них можно записать и считать только один раз). Поэтому исследователи решили обратиться к системе CRISPR/Cas — своего рода антивирусной библиотеке, в которой фрагменты кода вирусов записываются в ДНК с помощью двух белков (Cas1 и Cas2), позволяя идентифицировать опасные вирусы. Кроме того, обрывки вирусной ДНК хранятся в виде длинных последовательностей, разделенных повторами.

Ученые закодировали изображения и за пять дней записали их в ДНК клеток кишечной палочки — нескольких организмов, так как в одной клетке умещается лишь фрагменты кода (например, несколько пикселей одного кадра и несколько — другого). Затем исследователи секвенировали ДНК бактерий, «вытащив» оттуда изображения с точностью в 90%.

Однако масштабное использование бактерий как носителя цифровой информации не является финальной целью проекта. Речь скорее идет о том, чтобы фиксировать в виде информации то, что происходит с клетками и вокруг них, причем эти данные сразу записываются в их геном для последующего считывания. Видеоролик был выбран в качестве примера из-за того, что кадры выстроены в определенной хронологической последовательности — значит, уже есть возможность фиксировать разворачивающиеся во времени процессы.