Nová změna v ukládání dat DNA – umožňuje uživatelům prohlížet uložené soubory

Výzkumní pracovníci: Státní univerzita v Severní Karolíně se staly dlouhodobou výzvou DNA: Uložte data do nástroje a nabídněte uživatelům náhledy uložených datových souborů, například miniaturní verze obrazových souborů.

Ukládání dat DNA je atraktivní technologie, protože má schopnost ukládat obrovské množství dat v malém balení, dokáže tato data ukládat po dlouhou dobu, a to energeticky efektivním způsobem. Doposud však nebylo možné zobrazit náhled dat jako uložený soubor DNA. Pokud jste chtěli vědět, co je to soubor, museli jste „otevřít“ celý soubor.

„Výhodou naší technologie je, že je časově efektivnější,“ říká Kyle Tomek, Ph.D. student v NC. „Pokud si nejste jisti, který soubor obsahuje požadovaná data, nemusíte klasifikovat veškerou DNA ve všech možných souborech ministerstva obrany. „Místo toho můžete sekvenovat mnohem menší kousky DNA, které slouží jako náhled.“

Zde je stručný přehled toho, jak to funguje.

Uživatelé „pojmenovávají“ své datové soubory připojením sekvence DNA ke koncům řetězců DNA, které se nazývají primerový odkaz, který ukládá informace. Většina systémů používá k identifikaci a extrakci daného souboru polymerázovou řetězovou reakci (PCR). Konkrétně používají malý primer DNA, který odpovídá odpovídající vazebné sekvenci primeru k identifikaci řetězců DNA v požadovaném souboru. Systém poté pomocí PCR vytvoří více kopií odpovídajících řetězců DNA a poté sekvenuje celý vzorek. Protože proces produkuje více kopií cílových řetězců DNA, je signál cílových řetězců silnější než zbytek vzorku, což umožňuje identifikaci cílové sekvence DNA – přečtěte soubor.

Výzkumníci v oblasti ukládání dat DNA však čelí jedné výzvě: pokud mají dva nebo více souborů podobné názvy souborů, PCR neúmyslně zkopíruje několik datových souborů. Výsledkem je, že uživatelé jsou nuceni dávat souborům velmi konkrétní názvy, aby nedošlo k záměně dat.

„V jednu chvíli mi došlo, že bychom mohli tyto nespecifické interakce použít spíše jako nástroj než jako problém,“ řekl Albert Keung, spoluautor článku o práci, odborný asistent chemických a biomolekulárních látek. inženýrství. Ve státě NC.

Vědci zejména vyvinuli techniku, která používá názvy podobných souborů a umožňuje jim otevřít buď celý soubor, nebo konkrétní podmnožinu tohoto souboru. Funguje to tak, že pojmenujete soubor տվյալ konkrétní podmnožinu souboru pomocí speciální konvence pojmenování. Mohou se rozhodnout otevřít celý soubor nebo pouze možnost „náhledu“ manipulací s několika parametry procesu PCR.

„Díky naší technologii je systém propracovanější,“ řekl James Ames Tuck, korespondent novin a profesor počítačového inženýrství v NC. „To znamená, že musíme být ještě opatrnější při správě jak konvencí pojmenování souborů, tak podmínek PCR. Díky tomu je systém „efektivnější“ a „výrazně uživatelsky přívětivější“.

Vědci demonstrovali svou techniku ​​ukládáním čtyř velkých souborů obrázků JPEG do úložiště dat DNA – miniatur každého souboru a úplných souborů s vysokým rozlišením.

„I když ukládáme pouze obrazové soubory, je tato technologie široce kompatibilní s jinými typy souborů. Poskytuje také tuto novou funkcionalitu bez dalších nákladů, “říká Kevin Volkel, spoluautor PhD. student v NC.

Nová technika „náhledu souboru“ je také kompatibilní se systémem DNA Enrichment-Insertion Separation (DENSe), který vědci vyvinuli pro praktičtější ukládání dat DNA. DENSe účinně zpomalil systémy pro ukládání DNA zavedením vylepšených technik značení a vyhledávání datových souborů.

„V současné době hledáme průmyslové partnery, kteří by nám pomohli prozkoumat komerční životaschopnost technologie,“ řekl Keung.

Noviny budou zveřejněny dnes (10. června 2021) Komunikace přírodyAutorem příspěvku je Elaine Indermaur, bývalá studentka NC v NC.

Odkaz. „Marnotratné molekuly v ukládání dat na bázi DNA pro rychlejší operace se soubory“, 10. června 2021, Komunikace přírody,
DOI: 10.1038 / s41467-021-23669-w:

Práce byla provedena s podporou Národní vědecké nadace, v rámci grantů 1650148, 1901324 և 2027655; Department Oddělení podpory absolventů stipendií národních potřeb.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.