Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) может быть эффективным носителем
цифровой информации, поскольку имеет большую вместимость, стабильность,
устойчивость к возникновению ошибок, а также способность к
естественному воспроизводству.
Значительная
часть ДНК, как правило, не входит в состав каких-либо генов, что дает
возможность использовать ее для кодирования посторонних данных. Размер
фрагментов ДНК невелик - одна нуклеотидная пара имеет длину всего 0,33
нм, - поэтому в крайне ограниченном пространстве ДНК можно хранить
большой объем информации.
Натаниель Портни (Nathaniel Portney) с
коллегами из Университета Калифорнии предложили новый метод записи и
извлечения цифровой информации из ДНК. Метод базируется на расщеплении
молекулы ДНК с помощью ферментов рестрикции на фрагменты определенной
длины. Статья, описывающая метод, называется "Length-based Encoding of
Binary Data in DNA" ("Основанное на длине кодирование бинарных данных в
ДНК").
Новым
способом ученым удалось закодировать 12 бит данных (4 буквы по 3 бита)
во фрагменте ДНК длиной 110 нуклеотидов, а затем осуществить
восстановление данных. Последовательность из четырех азотистых
оснований нуклеотидов (ЦТАГ) кодировала 1, а из восьми (ЦТТАГЦАГ) - 0.
Между
указанными последовательностями ученые разместили сайты рестрикции.
Помеченный радиоактивным фосфором участок с бинарным кодом "вшили" в
ДНК. ДНК подвергли рестрикции, и затем "рассортировали" полученные
фрагменты по длине методом электрофореза в агарозном геле. В результате
исследователям удалось детектировать части исходного участка и
восстановить бинарный код.
Новый метод записи цифровой информации в ДНК не требует секвенирования, и поэтому является относительно недорогим.