une, Les informations numériques peuvent être directement codées dans des matrices CRISPR d'une population bactérienne à l'aide de signaux électroniques. La population cellulaire peut ensuite être archivée pour un stockage à long terme, propagé pour l'amplification des données et séquencé pour la récupération des données. b, La surexpression du complexe Cas1-Cas2 entraîne l'incorporation constante de nouveaux espaceurs dans les matrices CRISPR d'une population cellulaire. Les signaux électroniques induisent une modification de l'abondance d'un plasmide inductible par le nombre de copies (pTrig) et donc de la proportion d'espaceurs dérivés de pTrig. c, A l'état 0, le signal électrique n'est pas appliqué (0,0 µV) pour maintenir le FCN(R) et le PMS réduits et le nombre de copies pTrig est faible. A l'état 1, le signal électrique (0,5 V) oxyde le FCN(R) et le PMS, activer le promoteur soxS pour augmenter le nombre de copies pTrig. FCN(R), ferrocyanure; FCN(O), ferricyanure; SPM, méthosulfate de phénazine. ré, e, Le nombre relatif de copies de pTrig (d) et la proportion de matrices CRISPR étendues et la source des nouveaux espaceurs (e) sans (0 V) et avec (0,5 V) signal électrique pendant 14 h. Réf, espaceurs dérivés du génome et pRec; pTrig, Entretoises dérivées de pTrig. Toutes les mesures sont basées sur trois répétitions biologiques. Les barres d'erreur représentent le s.d. de trois répétitions biologiques. Crédit: Nature Chimie Biologie (2021). DOI :10.1038/s41589-020-00711-4
Une équipe de chercheurs de l'Université Columbia a développé un moyen de permettre aux brins d'ADN de stocker plus de données. Dans leur étude, publié dans la revue Science , le groupe a appliqué une petite quantité d'électricité aux brins d'ADN pour permettre de coder plus d'informations qu'avec d'autres méthodes.
Pour plusieurs années, les chercheurs ont cherché des moyens d'augmenter la capacité de stockage des données - les besoins de stockage devraient dépasser la capacité dans un proche avenir alors que la demande monte en flèche. L'une de ces approches a consisté à coder des données en brins d'ADN - des recherches antérieures ont montré que c'était possible. Aux premiers stades d'une telle recherche, les scientifiques ont édité manuellement des brins pour ajouter des caractéristiques pour représenter des zéros ou des uns. Plus récemment, les chercheurs ont utilisé l'outil d'édition de gènes CRISPR. La plupart de ces études ont utilisé de l'ADN extrait des tissus d'animaux décédés. Plus récemment, les chercheurs ont commencé à s'efforcer de déplacer la recherche sur des animaux vivants, car elle durera plus longtemps. Et pas seulement dans les brins édités - les informations qu'ils contiennent pourraient éventuellement être transmises à la progéniture, permettant de stocker des données pendant de très longues périodes.
De retour en 2017, une autre équipe de l'Université de Columbia a utilisé CRISPR pour détecter un certain signal - dans leur cas, c'était la présence de molécules de sucre. L'ajout de telles molécules a entraîné des expressions géniques de l'ADN plasmidique. Heures supplémentaires, le processus d'édition a été amélioré car des bits génétiques ont été ajoutés pour représenter des uns et des zéros. Malheureusement, le système n'autorisait que le stockage de quelques bits de données.
Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont amélioré le système en utilisant un petit courant électrique. Leur approche impliquait l'utilisation de CRISPR pour ajouter des gènes à un brin d'ADN d'E. Coli qui permettait aux cellules d'augmenter la quantité de plasmide produite lorsqu'une petite quantité de tension était appliquée. L'augmentation de l'expression signifiait une augmentation de la quantité de données pouvant être stockées. En utilisant leur système, les chercheurs ont codé les mots "Hello World" dans un peu d'E. Coli, puis l'ont mélangé à un échantillon de sol naturel. Après la multiplication des bactéries, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient lire leur message. Les chercheurs reconnaissent que leur approche est encore à un stade très précoce de test, mais prévoyez de continuer pour améliorer la capacité des données.
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