Các nhà khoa học lưu trữ thành công dữ liệu vào trong DNA của vi khuẩn sống

Bình luận Văn Thiện • 02:09, 14/05/22

Giúp NTDVN sửa lỗi

Nhờ mật độ cực lớn, với khối lượng chỉ bằng một hạt muối, DNA cho phép lưu trữ lượng dữ liệu tương đương với khoảng 10 phim kỹ thuật số.

Theo Science, giờ đây, bằng cách ghi dữ liệu vào DNA của vi khuẩn sống, các nhà khoa học tại Đại học Columbia đã phát triển ý tưởng nói trên xa hơn nữa. Dữ liệu đó thậm chí có thể được truyền cho con cháu của các sinh vật.

Để lưu trữ vào bên trong DNA, dữ liệu phải được bộ tổng hợp DNA chuyển đổi từ dạng nhị phân gồm 0 và 1 thành các mã hữu cơ - sự kết hợp của 4 loại phân tử cơ sở (nucleobase) là adenine, guanine, cytosine và thymine.

Thật không may, nếu mã càng dài, thì công việc của bộ tổng hợp càng trở nên kém chính xác. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu chia nhỏ mã thành nhiều đoạn. Sau đó, để truy cập dữ liệu, chúng ta phải ghép các chuỗi DNA lại với nhau.

Tuy nhiên theo Science, bởi vì DNA thoái hóa theo thời gian, cho nên thời gian dữ liệu được lưu trữ không phải là mãi mãi.

Chính vì nguyên nhân nói trên, các nhà nghiên cứu từ Columbia đang cố gắng tìm hiểu xem liệu việc lưu trữ dữ liệu vào DNA có hoạt động với các sinh vật sống hay không. Khi đó, dữ liệu không chỉ tồn tại lâu hơn mà thậm chí nó còn có thể được truyền cho con cháu của các sinh vật.

Trong vài năm qua, một nhóm nghiên cứu do Harris Wang thuộc Trung tâm Y tế Đại học Columbia dẫn đầu đã cố gắng hiện thực hóa ý tưởng nói trên. Gần đây nhất, nhóm đã đạt được thành tựu mã hóa điện tử 72 bit dữ liệu để viết chuỗi ký tự “Xin chào thế giới!” vào trong một quần thể tế bào vi khuẩn.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng CRISPR, kỹ thuật chỉnh sửa gen phổ biến có thể nối và chỉnh sửa các trình tự mới thành DNA, để lưu trữ dữ liệu trong các gen vẫn trong trạng thái hoạt động này.

Nhóm nghiên cứu viết: “Công việc này thiết lập một khuôn khổ lưu trữ dữ liệu trực tiếp từ kỹ thuật số sang sinh học và nâng cao năng lực của chúng ta trong việc trao đổi thông tin giữa các thực thể có nền tảng là silicon và carbon”.

Tuy kết quả nghiên cứu của nhóm Wang là một kỳ tích, nhưng phương pháp đó không cho phép lưu trữ quá nhiều dữ liệu.

Wang nói với Science : “Chúng tôi sẽ không cạnh tranh với các hệ thống lưu trữ bộ nhớ hiện tại”.

Nhóm nghiên cứu cũng sẽ phải tìm ra cách để dữ liệu vẫn còn tồn tại qua các quá trình đột biến và sao chép DNA của vi khuẩn.

Nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí Nature Chemical Biology.

Văn Thiện

Bạn bình luận gì về tin này?

Khoa học Công nghệ


BÀI CHỌN LỌC

Các nhà khoa học lưu trữ thành công dữ liệu vào trong DNA của vi khuẩn sống