رویکرد جدید به DNA ذخیره سازی داده ها باعث می شود سیستم پویا تر مقیاس پذیر

محققان از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی را توسعه داده اند و اساسا رویکرد جدید به DNA ذخیره سازی اطلاعات سیستم به کاربران توانایی به خواندن یا تغییر اطلاعات فایل های بدون از بین بردن آنها و ساخت سیستم های ساده تر به مقیاس برای استفاده عملی است.

"بسیاری از های موجود در DNA ذخیره سازی داده ها سیستم های تکیه بر روش واکنش زنجيرهای پليمراز (PCR) برای دسترسی به فایل های ذخیره شده است که بسیار کارآمد در کپی کردن اطلاعات اما ارائه برخی از چالش های مهمی می گوید:" آلبرت Keung co-نویسنده مسئول از کاغذ در کار. "ما تا به توسعه یک سیستم پویا به نام عملیات و قابل استفاده مجدد ذخیره سازی اطلاعات یا دوریس نیست که تکیه بر PCR. که به ما کمک کرده است آدرس برخی از کلید موانع رو عملی پیاده سازی DNA ذخیره سازی اطلاعات فن آوری." Keung استادیار شیمی و biomolecular engineering در NC State.

DNA ذخیره سازی داده ها در سیستم های دارای پتانسیل برای برگزاری سفارشات از قدر اطلاعات بیشتر از سیستم های موجود قابل مقایسه با اندازه. با این حال فن آوری های موجود تلاش کرده اند به آدرس طیف وسیعی از نگرانی های مربوط به اجرای عملی.

سیستم های فعلی تکیه بر توالی از DNA به نام پرایمر-اتصال توالی هستند که اضافه شده به پایان می رسد از DNA که اطلاعات فروشگاه. در کوتاه پرایمر-اتصال توالی از DNA به عنوان یک نام فایل است. هنگامی که شما می خواهید یک فایل داده شده شما بازیابی رشته DNA تحمل که دنباله.

بسیاری از موانع عملی به DNA ذخیره سازی اطلاعات فن آوری حول استفاده از PCR برای بازیابی داده های ذخیره شده. سیستم های که با تکیه بر PCR را به شدت افزایش و کاهش دمای ذخیره مواد ژنتیکی به منظور تبدیل این دو رشته DNA از هم جدا و آشکار پرایمر-رشته اتصال. این نتایج در تمام DNA - پرایمر-توالی و اتصال داده ها-ذخیره سازی توالی - شنا رایگان در نوع ژنتیکی سوپ. فن آوری های موجود و سپس می توانید مرتب کردن بر اساس از طریق سوپ برای پیدا کردن بازیابی و کپی مربوط به DNA با استفاده از PCR. این نوسانات درجه حرارت مشکل ساز هستند برای توسعه کاربردی فن آوری و روش های PCR خود را به تدریج مصرف می کند - و یا با استفاده از بالا - نسخه اصلی فایل است که در حال بازیابی است.

دوریس طول می کشد یک رویکرد متفاوت است. به جای استفاده از دو رشته DNA به عنوان یک پرایمر-اتصال دنباله دوریس با استفاده از یک "برآمدگی" است که متشکل از یک تک رشته DNA - مانند یک دم که جریان پشت دو رشته DNA که در واقع اطلاعات فروشگاه. در حالی که تکنیک های سنتی مورد نیاز نوسانات دما به rip باز DNA را در جهت پیدا کردن پرایمر مربوطه-اتصال توالی با استفاده از یک تک رشته برآمدگی بدان معنی است که دوریس می توانید پیدا کردن مناسب پرایمر-اتصال توالی بدون اخلال در دو رشته DNA است.

"به عبارت دیگر دوریس می توانید در دمای اتاق آن را بسیار عملی برای توسعه DNA اطلاعات مدیریت فن آوری است که در حال ماندگار در سناریوهای واقعی می گوید:" جیمز پهلو, co-نویسنده مسئول این مقاله و استاد مهندسی برق و کامپیوتر در NC State.

از دیگر مزایای داشتن به پاره از هم جدا DNA است که توالی DNA در برآمدگی می تواند به عنوان یک توالی موجود در دو رشته منطقه از فایل داده های خود را. آن را دشوار برای رسیدن به روش PCR-سیستم های مبتنی بر بدون به خطر انداختن اطلاعات تراکم - از آنجا که سیستم نمی خواهد بود قادر به افتراق بین پرایمر-توالی و اتصال داده ها-ذخیره سازی توالی.

"دوریس ما اجازه می دهد به طور قابل توجهی افزایش تراکم اطلاعات از سیستم و همچنین باعث می شود آن را آسان تر به مقیاس برای رسیدگی واقعا پایگاه داده های بزرگ می گوید:" کوین لین, اولین نویسنده این مقاله و یک دانشجوی دکتری در, NC State.

و هنگامی که دوریس شناسایی صحیح توالی DNA آن تکیه می کند PCR به نسخه. به جای دوریس transcribes DNA به RNA است که پس از آن معکوس-رونویسی به DNA که داده ها-ذخیره سازی سیستم می توانید به عنوان خوانده شده. به عبارت دیگر دوریس ندارد به مصرف فایل اصلی در سفارش به خواندن آن.

تک رشته overhangs نیز می تواند اصلاح شود, اجازه می دهد تا به کاربران برای تغییر نام فایل ها, حذف فایل ها و یا "قفل" آنها را به طور موثر آنها را نامرئی را به کاربران دیگر.

"ما تا به توسعه یک برنامه کاربردی نمونه از دوریس بنابراین ما می دانیم که کار می کند" Keung می گوید. "ما در حال حاضر علاقه مند به پوسته پوسته شدن آن سرعت آن را و قرار دادن آن را به یک دستگاه است که فرایند ساخت آن را کاربر پسند."

###

مقاله "پویا و مقیاس پذیر DNA اطلاعات مبتنی بر ذخیره سازی" منتشر خواهد شد 12 ژوئن در مجله Nature Communications. کاغذ همكاري توسط Kevin ولکل یک دانشجوی دکتری در, NC State.

این کار انجام شد با حمایت بنیاد ملی علوم تحت کمک های مالی CNS-1650148 و CNS-1901324; یک دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی تحقیقات و نوآوری دانه بودجه جایزه; یک کارولینای شمالی بیوتکنولوژی مرکز فلش اعطای; و وزارت آموزش و پرورش فارغ التحصیل, کمک در زمینه نیاز به کمک هزینه تحصیلی.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.