Forskare har lyckats lagra data i bakterier

En grupp studenter vid Hongkongs kinesiska universitet har nått framsteg med att lagra stora mängder information på ett oväntat medium: E. coli-bakterien, mer känd som en potentiell källa till allvarlig matförgiftning.

"Detta betyder att man kommer att kunna lagra stora datamängder på lång sikt i en låda av bakterier i kylen", säger Aldrin Yim, en studentinstruktör på universitetets biolagringsprojekt och 2010-guldmedaljören i Massachusetts Institute of Technology prestigefyllda iGEM-tävling.

Biolagring är konsten att lagra och kryptera information i levande organismer. Det är ett ungt område, och har funnits i ungefär tio år.

År 2007 meddelade en grupp forskare på japanska Keiouniversitetet att de framgångsrikt hade kodat den ekvation som representerar Einsteins relativitetsteori, E = MC ², i DNA i en vanlig jordbakterie. De påpekade att eftersom bakterier ständigt reproducerar sig, kan en grupp av encelliga organismer lagra en bit information i tusentals år.

Forskarna i Hongkong har nått ännu längre än detta tidiga steg och utvecklat metoder för att lagra mer komplexa data och för att börja lösa praktiska problem.

Gruppen har utvecklat en metod för att komprimera data, dela upp det i bitar och fördela den mellan olika bakteriella celler vilka bidrar till att övervinna gränser för lagringskapacitet. De har också möjlighet att kartlägga DNA, så informationen enkelt kan lokaliseras. Detta öppnar vägen till lagring av inte bara text, utan bilder, musik, och även video i celler.

Som förvaringsmetod är det extremt kompakt eftersom varje cell är mycket liten. Enligt forskarna kan ett gram bakterier lagra lika mycket information som 450 stycken 2.000 GB-hårddiskar.

De har också utvecklat teknik för att koda data. "Bakterier kan inte hackas", påpekar Allen Yu, en annan studentinstruktör.

"Alla typer av datorer är sårbara för elektriska fel eller datastöld. Men bakterier är immuna mot cyberattacker. Du kan skydda informationen."

Teamet har även myntat ett ord för detta område: Biokryptering. Kodningsmekanismem innehåller inbyggda kontroller för att säkerställa att mutationer i vissa bakterieceller inte kommer kunna förstöra datan som helhet.

Professor Chan Ting Fung som övervakade det studerande laget, berättade för nyhetsbyrån AFP att det praktiska arbetet på fältet främjas av Massachusetts Institute of Technology, som har bidragit till att utveckla standarder som möjliggör för forskare att samarbeta.

Hongkonggruppens arbete kan ha en mer omedelbar tillämpning. De tekniker som de använder, att ta bort DNA från bakterieceller, manipulera dem med hjälp av enzymer och returnera dem till en ny cell, liknar de som används för att skapa genetiskt modifierade livsmedel.

Chan och eleverna ser väldigt positivt på de framtida möjligheterna med syntetisk biologi. "Fältet blir populärt på grund av energikrisen, miljöförstöring, klimatförändringar. De tänker att ett biologiskt system kommer att bli en framtida lösning på dessa -.. Som alternativa energikällor, som ett botemedel mot föroreningar. För detta är mikroorganismer det självklara valet", säger Chan.

En typ av bakterie, Deinococcus radiodurans, överlever även radioaktiv strålning. "Bakterier finns överallt. De kan överleva på saker som är otänkbara för människor så vi kan utnyttja detta.

Så är det möjligt att en hemdator en dag kan bestå av en maträtt fylld med mikroorganismer?

Gruppen avfärdar farhågor om att denna kan vara farligt, och påpekar att trots E. colis dåliga rykte, använder de en annan form som inte kan existera utanför ett rikt syntetiskt substrat.

I själva verket, säger Chan, medan säkerhetsbestämmelserna är strikta vidtas fler åtgärder för att skydda bakterierna från förorening än att skydda forskarna från bakterierna. Däremot erkänner Yim att även om gruppens arbete är ett "grundläggande framsteg", kommer en petriskåls-PC sannolikt inte att finnas på marknaden under de kommande åren, inte minst därför att metoden för att hämta data kräver expertis i ett laboratorium.

"Det är möjligt, sade han," men det är en lång väg att gå."

Värt att tillägga i sammanhanget är att just syntetisk biologi pekas ut som det största hotet mot mänsklighetens existens under detta århundrade.

Källa: Discovery News