Biochemici slaan data lange tijd op in DNA

Zwitserse biochemici presenteerden maandag een manier om data op te slaan in dna dat in een matrix van silicium bolletjes werd ingekapseld. Het gesynthetiseerde dna vertoonde heel weinig achteruitgang in het silicium, wat het geheel geschikt maakt voor langdurige dataopslag.

In de presentatie op het jaarlijkse congres van de American Chemical Society legden de onderzoekers uit hoe ze hun wijze van opslag voor elkaar gekregen hadden. Ook vertelden ze hoe ze de omstandigheden simuleerden van het effect dat 2000 jaar opslag bij ongeveer tien graden Celsius op het dna in de silicium matrix zou hebben. Na de simulatie, waarbij het opslagmedium een week lang bij 70 graden Celsius werd bewaard, bleek de digitale informatie zonder fouten teruggehaald te kunnen worden.

In het experiment combineerden de Zwitsers het informatietheorieconcept van voorwaartse foutcorrectie met een chemisch instrument om dna mee in te kapselen. De eerste 83 kilobyte van de informatie werd gecodeerd met Reed-Solomoncode en vertaald in 4991 dna-sequenties van elk 117 dna-bouwstenen lang. Met behulp van de foutcorrectiecode die in de code gestopt was, kon alle informatie foutloos uitgelezen worden. De gecodeerde informatie bestond uit de tekst van de Bondsbrief uit 1291 en de methode van Archimedes om pi te berekenen met behulp van veelvlakken.

"Niet lang na de ontdekking van de dubbele helixstructuur van dna bedacht men dat de codering in de natuur niet veel anders is dan de binaire taal die we in computers gebruiken", zegt een van de onderzoekers, Robert Grass. "Op een harde schijf gebruiken we nullen en enen. In dna hebben we vier nucleotiden, A, C, T en G."

Dna wordt al lang gezien als mogelijk onderdeel van toekomstige computers. Vooral langdurige opslag is daarbij interessant omdat de hoeveelheden data die veilig opgeslagen kunnen worden, groot zijn. In elke cel van ons lichaam zit bijvoorbeeld ongeveer 750MB aan genetische informatie. In theorie kan een gram dna meer dan 300.000TB aan informatie opslaan. Ook is bekend uit archeologische studies dat dna vaak vele malen langer dan enkele duizenden jaren goed blijft, soms tot wel een paar honderdduizend jaar.

Presentatie op congres van American Chemical Society. Bron: Youtube

Reacties (72)

[geerttttt]

Maar hoe werkt dat dan? Je DNA is toch overal hetzelfde? Als ik een druppel van mijn bloed af sta is het DNA daaruit hetzelfde als een andere druppel bloed toch?

[pwghost]

hoi ik snap je verwarring maar het gaat hier niet om dna wat uit een mens komt of wat dan ook. In dit geval gok ik dat ze volgende gedaan hebben een bestaand DNA molecul gepakt deze aangepast met hun eigen stukje dna waarvan ze weten hoe het eruit ziet. Dit betekent ze weten in welke volgorde de verschillende basen staan ACTG.

Vervolgens is het geheel ingepakt in een silicum molecul en bewaard voor een week om te kijken of de DNA moledculen kapot gaan of niet.

vergis je niet op de vele technieken en stappen die nodig zijn om zoiets voor elkaar te krijgen.
maar in basis zijn het deze 2 mogelijkheden.

dit staat in de abstract van de paper :
"In DNA storage, you have a drop of liquid containing floating molecules encoded with information," Grass says. "Right now, we can read everything that's in that drop. But I can't point to a specific place within the drop and read only one file." So, he and his colleagues are currently developing ways to label specific pieces of information on DNA strands to make them searchable.

dit betekend dat ze DENKEN dat je in een kleine container met sample fluid veel informatie op diemanier kan opslaan. Door een specifieke code aan elk DNA molecul te kopen Zou het misschien mogelijk zijn om specieke data dan weer terug te lezen en op te slaan.

[Reactie gewijzigd door pwghost op 26 juli 2024 02:25]

[Verwijderd]

Right now, we can read everything that's in that drop. But I can't point to a specific place within the drop and read only one file.

Moet ik hier denken aan een soort van tapeopslag maar dan minder flexibel?
Je leest gewoon alles uit en zet het op een "normale" opslagmedium om het daadwerkelijk te gebruiken?

[pwghost]

Dat hopen ze uiteindelijk te kunnen doen ja. Dat is het future perspective. Meestal US het zo met papers dat ze onderzoek presenteren en om dan nieuwe funds te krijgen een toepassing aan vastknopen of gewoon zodat het niet onzinnig is om te onderzoeken

[Verwijderd]

Als ik het goed begrijp zeg je "toekomstpraatjes, gericht op funds en onzinnig".
Recombinant DNA:
http://www.rpi.edu/dept/c...Projects00/rdna/rdna.html
Hier een aantal mogelijkheden die hedendaags benut worden:
http://www.allesoverdna.n...eiding/dna-onderzoek.html
Het is en gevalletje van knippen, plakken en lezen lijkt me. Bijzonder dat ze er van uitgaan dat "ze" het in de toekomst weer kunnen gaan lezen (decoden).
Digital DNA klinkt trouwens wel futuristisch, maar het is nu kennelijk een feit aan het worden.

[pwghost]

lang niet altijd maar ik zie vaak dat in mijn omgeving er word een nut aan de onerzoeksresultaten gekoppeld om het zo makkelijk te maken om nieuwe funds te werven en om media aandacht te krijgen.

want zeg nou zelf : dna knippen en plakken in silicum met uitlees mogelijkehden klinkt niet zo mooi als : langdurige mogelijkheid om dna op te slaan.

Dat bedoel ik ermee niet dat het onzinnig is zeker niet !!

Ik weet er ondertussen het een en ander vanaf door mijn onderzoek.
We zijn bezig met het ontwikkelen van een methode voor snelle single molecule dna/rna seqeuncer.

[ghangster]

Ik ben geen expert op het gebied, maar DNA is een data drager. Het bevat informatie. In het geval van jouw druppels bloed bevat het data over je lichaam en hoe het opgebouwd moet worden. Deze data is in al jouw cellen hetzelfde. Deze Zwisterse mannen zijn echter zelf in staat om zelf dna te maken en dus ook zelf de structuur (de volgorde van de A's, C's, T's en G's) te bepalen. Hierdoor kunnen ze dus data opslaan in zelf gesynthetiseerd dna.

[Reactie gewijzigd door ghangster op 26 juli 2024 02:25]

[Drgn]

En, niet onbelangrijk, ze kunnen dus ook zelf bepalen hoe de gemaakte sequentie codeert voor de informatie die ze willen opslaan.

[The Zep Man]

Maar hoe werkt dat dan? Je DNA is toch overal hetzelfde? Als ik een druppel van mijn bloed af sta is het DNA daaruit hetzelfde als een andere druppel bloed toch?

Jouw DNA is al 'beschreven', om het zo te zeggen. Dit is 'synthetische DNA', ofwel kunstmatig gemaakt.

Overigens ook uit de tekst:

Ook is bekend uit archeologische studies dat dna vaak vele malen langer dan enkele duizenden jaren goed blijft, soms tot wel een paar honderdduizend jaar.

Dit is niet alleen te wijten aan het DNA, maar ook aan datgene dat het DNA beschermt. Zo is DNA in een kies of een bot mogelijk beter beschermd dan DNA van een stuk huid.

Zwitserse biochemici presenteerden maandag een manier om data op te slaan in dna dat in een matrix van silicium bolletjes werd ingekapseld.

Het is dus in dit geval de combinatie van silicium en DNA die dit mogelijk maakt.

[Mathi159]

Ze gebruiken gesynthetiseerd DNA, zelf in elkaar gezet dus.

[A Lurker]

Dat klopt. Het DNA van elke cel van elke microliter van elke druppel bloed is hetzelfde. Net als al je andere cellen. Dat komt omdat elke cel bij celdeling in principe 'iets' kan worden, om dus een huidcel te kunnen zijn heb je andere informatie uit het DNA nodig dan bv een cel in het hard of een bloedcel. Ik ga wellicht ietwat kort door de bocht hier, maar voor een niet-bioloog denk ik een goed abstractie.

Met deze eis, en om toch gewoon alle cellen zichzelf te kunnen laten delen moeten dus alle cellen alle informatie hebben, en (mede) daarom is het DNA in een organisme één grote redundante dataopslag, alsof je een RAID-1 hebt, maar dan niet met 2 schijven maar miljarden.

Ongelooflijk redundant natuurlijk en voor dataopslag niet erg handig, en in het gesynthetiseerde DNA ga je dat natuurlijk ietwat minder redundant opslaan, wellicht met RAID-1.

Het hele voordeel van DNA is dat het microscopisch klein is, dus bij synthetisch DNA gebruiken ze wel de functies en de schaalverkleining, maar niet het kopieerprincipe van cellen bij celdeling.

[tom.cx]

Nee DNA is voor iedereen uniek.

[geerttttt]

Sorry, ter verduidelijking, ik bedoelde ook een tweede druppel bloed van mijzelf. Ik dacht dus dat elke druppel bloed van mij hetzelfde dna bevat. Dat ze ook op die manier dus dna kunnen matchen in bijvoorbeeld een moordzaak. Omdat het altijd hetzelfde is.

[triplecore]

DNA is nagenoeg overal hetzelfde in je lichaam, echter door puntmutaties kan dit wel verschillen. Laatstgenoemde is dus ook de reden waarom er bijvoorbeeld in de longen (andere organen ook, ter illustratie) een (maligne) carcinoom kan ontstaan. Als er bijvoorbeeld een punt (of meerdere) mutatie in het DNA ontstaat is het mogelijk dat er voor een ander aminozuur wordt gecodeerd, en daarmee naar alle waarschijnlijkheid de functie van het eiwit verminderd (in een zeer kleine kans verbeterd, Darwin, evolutie ect). Als deze mutatie net plaatsvind in een oncogen (kanker veroorzakend) of in bijvoorbeeld p53 (= beschermer van het DNA) dan kan er ongecontroleerde celgroei plaatsvinden.

Dus kort en bondig op je vraag: Ja je DNA is nagenoeg hetzelfde, maar kan op enkele plaatsen verschillen.

[Jerrythafast]

Je hebt een aantal mutaties nodig om de ontwikkeling van een tumor/kanker te beginnen. Je cellen hebben namelijk een aantal mechanismen die er voor zorgen dat de cel zich alleen vermenigvuldigt (door zich herhaaldelijk in tweeën te splitsen) wanneer dit noodzakelijk is. Je ontwikkelt kanker wanneer in een cel al deze mechanismen zijn aangetast/uitgeschakeld. Vaak zijn hiervoor zoals je zegt puntmutaties in o.a. p53 genoeg.

Echter, er zijn dus een aantal belangrijke mechanismen verstoord, waaronder ook mechanismen die ervoor zorgen dat bij de celdeling elke nieuwe cel een complete kopie van het DNA van de oorspronkelijke cel krijgt. Hierdoor is het niet ongewoon dat er in een tumor naast eenvoudige puntmutaties complete chromosomale herschikkingen plaatsvinden. Dit verschijnsel heet Chromothripsis.


Anyway, los daarvan bestaan er onder ons ook organismen (mensen/dieren) die niet in alle cellen hetzelfde DNA hebben. Het komt wel eens voor dat er in delen van het lichaam een afwijkend genoom hebben. Dit kan voorkomen wanneer een organisme uit meer dan de gebruikelijke 2 gameten (geslachtscellen: eicel+zaadcel) is ontstaan. In dat geval spreken we van een Chimaera. Wat daarnaast ook voorkomt is dat er gewoon een normale bevruchting heeft plaatsgevonden, maar dat in de eerste paar cycli van celdelingen iets misgaat bij één van de cellen waardoor alle afstammelingen van die cel een net iets ander genoom hebben dan de rest van het lichaam. Er is dan sprake van Mozaïcisme. Dit uit zich bijvoorbeeld in de vorm van Heterochromie: verschillende kleuren ogen.

Overigens is het DNA van alle mensen voor 99% gelijk.

[supersnathan94]

Vaak zijn hiervoor zoals je zegt puntmutaties in o.a. p53 genoeg.

Nou dat is wel erg kort door de bocht. Voordat een dergelijk iets tot kanker leid zijn er nog een aantal stappen die moeten gebeuren en heeft het immuunsysteem nog kans om in te grijpen. Dit duurt behoorlijk lang overigens. Anderzijds heb je nog zoiets als Hallmark classificaties. Je hebt toch een cel nodig die minimaal 6 van de 10 classificaties heeft voordat je het kanker mag noemen.

Anyways. dat gaat veel te ver in details in op iets wat hier verder niet echt relevant is.

[sup23er]

elke cel van je lichaam heeft hetzelfde DNA. Alleen lijken niet alle cellen op elkaar doordat het DNA ligt opgevouwen waardoor niet alle code van het DNA kan worden uitgelezen waardoor er andere cellen ontstaan (bot, mergbeen, huid enzo.)

[supersnathan94]

Kort door de bocht: Ja dat klopt.

Echter heb je ook zoiets als promotors, inhiberende en activerende enzymen, phosphorylering, exoten/intronen en noem maar op wat nog meer om dit allemaal te reguleren. Wil je dit systeem kompleet snappen dan ben je jaren verder.

[Proxx]

handig. straks gewoon bij de geboorte van een kind even naam adres geboorte plaats en huisnummer toevoegen(embedden).

zodra het kind op latere leeftijd (binnen de 2000jaar) een misdaad begaat weten ze direct wie de dader is aan de hand van het dna (en de embedded informatie)

[Reactie gewijzigd door Proxx op 26 juli 2024 02:25]

[Nas T]

Moet je alleen nog even dat ene celletje vinden waarin dat DNA zit. Want je gaat dit niet in alle cellen embedden, want dat gaat niet en/of is niet praktisch.
Succes.

[geerttttt]

Mja, dan moeten ze van je hart een router maken om de juiste bloedcelletjes door te sturen naar een bepaalde bloedbaan die je probeert uit te lezen. Denk niet dat de read snelheid bijster hoog wordt

[tom.cx]

Ow dat dacht ik zelf dus ook. Maar ik kan het ook fout hebben.

[aadje93]

wat geert waarschijnlijk bedoelde is dat wanneer jij bloed afstaat, dat bloed in het lichaam van de ander hetzelfde DNA bevat als je eigen DNA (wat dus eventuele dingen in de trend van misdaad ook de verkeerde sporen kan geven, immers DNA van jou en de dader op de plaats delict)

Volgens mij is dit echter niet het geval. Wanneer je het bloed afstaat verandert het DNA zich ook naar de gastheer, maar de exacte details is mijn vakgebied niet

[Mr.Apoptosis]

Rode bloedcellen zijn de enige cellen in ons lichaam zonder DNA. Het zijn soort van pakketjes volgestouwd met heamoglobine, dat zuurstof er CO² kan binden.
Witte bloedcellen hebben wel DNA, maar het doel bij een bloed transfusie is niet om die over te zetten, al gebeurt het wel denk ik. Maar die houden gewoon hun eigen DNA, en degraderen na verloop van tijd.
In een forensische test voor DNA op bloed, komt het grootste deel van het beschikbare DNA uit de witte bloedcellen.

[Reactie gewijzigd door Mr.Apoptosis op 26 juli 2024 02:25]

[supersnathan94]

Rode bloed"cellen" zijn ook helemaal geen "cellen", maar een eiwit complex van 4 subunits waarin ijzer gebonden is. Hierdoor kan het zuurstof "opslaan" voor transport. Bloed"cellen" delen dus ook niet.

[Freaky_Angelus]

Bijna correct, bloedcellen delen zichzelf niet. Ze worden aangemaakt in het beenmerg en daarna door het lichaam 'gebruikt'. Bloed krijg je dus als je tijdelijk te kort komt, voor een herstel op de aanmaak krijg je de (zeer pijnlijke) beenmergtransplantatie.

Rode bloedcellen leven enkele weken, witte bloedcellen (er zijn meerdere soorten) enkel dagen.

Nadat ze dus (te) verouderd zijn, worden ze afgebroken en verwijderd. DNA in witte bloedcellen levert daarom in feite geen problemen op, al zijn er nog wel wat elementen als welke type bloed je wel en niet kan ontvangen

-edit-
Het is wel erg lang geleden, dus heb de uitleg even heel globaal gehouden. Merk dat mijn biomedische kennis wat is weggezakt... Sorry! Ooit nog een heel interessant onderzoek naar hoe aderlaten wel degelijk een medisch effect heeft gedaan. In kort, tekort bloed zorgt voor hormonen die een verhoogde productie ter compensatie levert. Bloedcellen worden 1:1 gemaakt (rood:wit) wat dus ook een tijdelijk verhoogde concentratie witte cellen levert en daardoor verhoogde weerstand. Ziekenhuis wilde echter niet meewerken met een testje hierop

[Reactie gewijzigd door Freaky_Angelus op 26 juli 2024 02:25]

[Repsaj_Nav]

Dit wordt allemaal flink off-topic, maar de verhouding rood:wit is niet 1:1, ook niet de aanmaak hiervan bij bloedarmoede of een aderlating.
Daarnaast is het effect van epo eerder op bloedplaatjes dan op witte bloedcellen.

[Freaky_Angelus]

Jawel, want alle cellen komen vanuit dezelfde stamcellen uit het beenmerg. Het is pas bij de deling dat vanwege omgevingsfactoren er differentiatie ontstaat.

In de basis ontstaan daardoor ongeveer evenveel cellen van wit en rood, echter rood leeft weken en wit slechts dagen (1 a 2 voor de belangrijkere van bestrijding infecties).

Epo heeft hier dan ook weer niets mee te maken, al snap ik de link wel. Ik had het over specifieke hormonen die ook bij kankerbestrijding worden toegevoegd om de negatieve effecten van een chemokuur op het beenmerg op te vangen. Bloedarmoede is overigens meer een aandoening dan moedwillig te weinig absoluut bloed hebben. Dat laatste wordt initieel met vocht opgevangen en daarna op basis van cel-tekort met hormonen opgevangen tot verhoogd aanmaak.

En off-topic kan nog steeds interessant zijn. Vind dit nog steeds beter dan hoe sommige negatief doen en de -1 / +3 discussies om een mening te promoten Dus wat mij betreft gaan we gewoon lekker verder op deze aftakking!

[Repsaj_Nav]

In het begin komen we allemaal uit één bevruchte eicel, en toch ontstaan er verschillen in het aantal cellen van een bepaalde type, en niet alleen door de levensduur. Vergelijk het aantal gedeelde darmcellen en hartspiercellen, en je zult zien dat daar een gigantisch verschil in zit.
Ook in de bloedcellen zit er verschil, er zijn verschillende stoffen die de aanmaak en vrijgifte van de witte, rode en trombo-reeks kunnen reguleren. Om er nog maar niet van te spreken dat de megakaryocyt zich nog in een heleboel trombocyten splitst in de differentiatiereeks.
Ik zie een leukocytose nog wel eens optreden bij stress, zonder dat iemand daardoor meteen polycytemisch wordt.

Welk hormoon bedoel je dan precies om de negatieve effecten van chemokuren op te vangen? Ik heb best wat chemokuren voorbij zien komen, maar geen een gezien waarbij standaard een beenmerg-promotor bij wordt gegeven.

[Freaky_Angelus]

De productie die stamcellen leveren is enorm hoog. Door de zeer korte tijd waarbij bloedcellen actief blijven zorgen de stamcellen voor een productie van 150 miljoen rode bloedcellen en 120 miljoen witte bloedcellen per minuut. Een voorbeeld van de korte levensduur zijn de granulocyten. Deze verblijven niet langer dan 6 uur in de bloedsomloop voordat zij afreizen naar de weefsels waar zij na enkele dagen worden afgebroken.

Aangezien er in verhouding veel meer rode bloedcellen dan witte bloedcellen aanwezig zijn in het bloed, is het bij een bijna gelijke productie (waar 150 miljoen gelijkend wordt genomen aan 120 miljoen) niet verwonderlijk dat het langer duurt om rode bloedcellen weer aan te vullen. Bij bloedafname, of donering, wordt aangenomen dat het lichaam met 1 dag de verloren hoeveelheid vloeistof en witte bloedcellen weer heeft aangevuld, maar de rode bloedcellen duren langer. Het algehele herstel wordt op 6 tot 8 weken geschat.

Dat is de tekst uit de thesis van inmiddels 2006 (mijn minor was wat langer geleden... ik zei toch roestig/weggezakt)

Uit de oratie van Prof. dr. W.E. Fibbe uit 2002 kwam naar voren dat het nog in het laboratorium/onderzoek zit en dat dit als behandeling moet worden voortgezet om bij chemo- en bestralingstherapieën de effecten op te vangen. Echter, als dit na 13 jaar nog steeds niet wordt toegepast... Darn... Dan heb ik het 1 fout én 2 is het beschamend traag hoe zaken voortgaan.

Daarbij, het is echt te lang om op die oratie diep in te kunnen gaan. Het staat me nu alleen bij dat hij specifiek inging op het toepassen van die stimulatoren om de stamcel versneld te laten werken en dit daarmee de gevolgen van kuren kan vermijden. Tevens is het ook nog een bevestiging op de snelheid van aanmaak van cellen, want 120 / 150 miljoen is uhm... 1:1 genoeg voor bloedcellen

-edit-
Ohja en wel bedankt voor het vragen ernaar... Kwam een oude back-up tegen. Niet mijn gehele studie stond dus in dezelfde map

[Reactie gewijzigd door Freaky_Angelus op 26 juli 2024 02:25]

[Zeehond]

Ik ben zeker geen expert op dit gebied. Maar ik discusier toch graag mee.

EPO wordt in de nieren gemaakt. de EPO productie in de nieren hangt af van de hoeveelheid zuurstof in het bloed. EPO stimuleerd de productie van rode bloedcellen.

De verhouding witte en rode bloedcellen is niet 1:1. Zo'n 45% van het bloed bestaat uit bloedcellen Waarvan weer 99% van de cellen in het bloed rode bloedcellen zijn.

Een rode bloedcel leeft gemiddeld zo'n 4 maanden bij witte bloedcellen hangt het volgend mij af wat voor soort het is, het lijkt me namelijk niet zo handig zijn als je als de T-geheugencellen maar enkele dagen leven

Rode bloedcellen hebben geen celkern witte bloedcellen hebben wel een celkern.

[Repsaj_Nav]

Klopt helemaal!
Die verhouding 1:1 ging denk ik over de aanmaak, niet over de verhouding in het bloed.

[triplecore]

Bij intraveneuze toediening van bloed (of orale toediening) zal het DNA (indien dit mee wordt geleverd, dus eerder via andere emulsie) gewoon worden afgebroken, en niet tot expressie worden gebracht.

[Reactie gewijzigd door triplecore op 26 juli 2024 02:25]

[Verwijderd]

Ik denk dat hij verschillende druppels van zichzelf bedoelt.

[sKweezr]

Grotendeels maar niet helemaal. Ga maar na, in kankercellen zijn genetische afwijkingen ontstaan vergeleken met de gezonde cellen ernaast. Dat DNA is dus niet "helemaal" hetzelfde.

Maar deze biochemici gebruiken niet jouw genen, ze coderen nieuwe sequenties in DNA.

[cryinson]

@geertttt

Dat klopt is exact hetzelfde. Alhoewel rode bloedcellen geen DNA bevat zitten er andere cellen (bijv. witte bloedlichaampjes) in het bloed die wel jouw DNA bevatten.

[sys64738]

Wauw. Wat een misvattingen hier.

DNA is gewoon een manier om data op te slaan. In het menselijke lichaam is het al beschreven maar als je het zelf van scratch af aan maakt, kun je er zelf in opslaan wat je wilt.

Zie het als een blanco CD-R versus een audio CD van een artiest die je in de winkel koopt. Het probleem is alleen dat je DNA nu nog niet zelf kunt uitlezen of beschrijven. Maar dat was ooit met CDs ook zo. Als dat straks wel kan, is dit natuurlijk een mooie manier van data opslag.

DNA wordt sowieso al veel langer opgeslagen in DNA banken. Maar dat gaat meestal om bestaand DNA voor onderzoek naar erfelijke ziektes en afwijkingen. Dit DNA wordt in de vorm van gists en "vagen" opgeslagen. In levende vorm dus.

[AutCha]

DNA is niet beschreven of onbeschreven, DNA bevat de informatie zelf. DNA is opgebouwd uit vier soorten nucleotiden A,C,G en T. Zie het als een ketting van vier kleuren paperclips. Je hebt dan ook geen "onbeschreven ketting", want de ketting is de informatie zelf.

DNA uit je lichaam is op velerlei manieren (combinaties) samengesteld; wat de wetenschapper hebben gedaan: een nieuwe ketting gemaakt met hun eigen kleuren paperclips oftewel nucleotide combinaties.

[bosbeetle]

Vagen zijn wel erg vaag ik denk dat je fagen bedoeld. Specifieker bacteriofagen.

[Modalen]

Als dit ooit een levensvatbaar alternatief wordt voor de opslagwijzen die we op dit moment kennen, dan op zijn vroegst over jaren of decennia.
Het uitlezen van DNA is een kostbaar en bovenal tijdrovend proces, nog los van praktische problemen zoals het op dit moment nog niet kunnen uitlezen van deeltjes van de informatie en de uitdagingen die bij het synthetiseren om de hoek komen kijken.
Maar een boeiende ontwikking is het zeker!

[koelpasta]

Het uitlezen van DNA is een kostbaar en bovenal tijdrovend proces

Volgens mij is het tegenwoordig in een paar uurtjes gepiept en vrij goedkoop.
Vergelijk dat met de eerste pogingen die er jaren over deden en miljoenen kostte.

[Joey1203]

"Vrij goedkoop" is in de wetenschap een heel relatief begrip, ik heb zelf een tijd voor een commercieel bedrijf gewerkt dat plant pathogenen aantoont met behulp van DNA identificatie, daar vangen ze ruim £8000 voor 21 simpele testen. Dan heb ik het dus nog niet eens over het bepalen van het volledige genoom.

[koelpasta]

Ik snap je punt maar dat is niet het punt dat ik wou maken.
Mijn punt is dat het 10~15 jaar geleden nog miljoenen kostte en jaren in beslag nam. Tegenwoordig kan het voor een stuk minder en in veel kortere tijd.
Het soort van testen die jij gedaan hebt gaan in de (nabije) toekomst op het equivalent van litmuspapiertjes terechtkomen.
Biotech is volgens mij ook de snelst ontwikkelende tak van technologie.
De uitspraak dat het uitlezen van DNA een kostbare en tijdrovende onderneming is is dus heel erg een momentopname. Het wordt tot nog toe steeds goedkoper en sneller met een curve die Moore's wet overtreft.

[Joey1203]

Daar moet ik je geheel gelijk in geven.

[Repsaj_Nav]

Voor de duidelijkheid: DNA is een informatiedrager, waarbij er vier basen (A, C, G en T) achter elkaar kunnen worden gezet, net zoals er op een harde schijf 0 en 1 achter elkaar worden geplaatst.
In bepaalde levende organismen, zoals bijvoorbeeld de mens, staat in deze DNA-code een bouwinstructie voor eiwitten, en "niet-coderende" stukken die onder andere reguleren wanneer die eiwitten worden gebouwd.
Dat betekent niet dat de data die de onderzoekers in het DNA hebben opgeslagen ook kan worden gebruikt om eiwitten te bouwen, nog dat dit DNA is dat in mensen ingebouwd kan worden. Als ik een stel 0'en en 1's tegen een computer aan gooi, staat er ook niet opeens Linux op.

[bosbeetle]

Exact, zie het als een bak met de letters A T C en G die aaneengeregen worden, die slinger is heel stabiel. En die slinger kun je weer aflezen.

Deze wetenschappers laten nu zien dat je die slinger goed kunt bewaren (het maken van de slinger kan al sinds de eind jaren 60 alleen kunnen we nu langere slingers maken). Het aflezen van de slingers is over de jaren ook een stuk beter geworden, we kunnen nu dus slingers lezen die vele miljoenen tekens lang zijn (Ons eigen DNA bijvoorbeeld) Als de technieken voor het maken en aflezen van DNA dezelfde koers blijven volgen dan is dit best een mooie methode om dingen op te slaan. (wat dat betreft heeft DNA in de biologie al bewezen een goede en stabiele drager van informatie te zijn)

[Jerrythafast]

Miljoenen is wat overdreven. De Pac Bio DNA sequencer komt tot reads van enkele tienduizenden nucleotiden. En dat is het USP van die sequencer: de concurrentie komt niet verder dan een paar honderd. De Pac Bio heeft wel een relatief hoge error rate van >10% dus je moet een flinke coverage hebben om dat af te dekken.

De gebruikelijke methode om "het genoom" van iemand te sequencen is door het in stukjes van enkele honderden nucleotiden (of duizenden in het geval van de Pac Bio) te knippen, die te sequencen, en het vervolgens als een grote legpuzzel weer tot één geheel te breien door overlappende sequenties te zoeken.

Dat is ook één van de problemen die in dit artikel worden aangestipt: data in DNA opslaan is één ding, het DNA uitlezen is inmiddels ook prima te doen, maar vervolgens moet je nog maar zien dat je weet welk gedeelte van het DNA je nu hebt gelezen. Het is trouwens met wat "geknip en geplak" wel mogelijk om selectief korte stukken DNA te kopiëren, mits je de sequentie van het begin en het einde weet en deze bovendien uniek zijn. Het gedeelte tussen het beginpunt en het eindpunt kun je een aantal keer kopiëren met PCR en als je dat vervolgens in de DNA sequencer gooit zou je een flinke lading reads met dezelfde sequentie moeten krijgen: dat is dan de sequentie van het stuk DNA dat je had gekopieerd. Al met al een proces waar je zeker een dag maar vaak eerder een week mee bezig bent. Ik voorzie héle specifieke toepassingen met de huidige stand van de techniek.

Al moet je "de huidige stand van de techniek" ook niet verkeerd opvatten. Toen ik 6 jaar geleden met mijn bachelor Bioinformatics begon (ik studeer morgen trouwens af van de Master ) stond dit allemaal nog in de kinderschoenen. Vergelijk het Wikipedia-artikel over DNA sequencing van 6 jaar geleden met die van nu. (Ironisch genoeg staat er 'This article is outdated' boven.) Dit grafiekje over de kosten van sequencing doet het ook altijd wel goed. Die witte lijn "Moore's law" is exponentiële groei zoals we die kennen van de snelheid van processors.

[Reactie gewijzigd door Jerrythafast op 26 juli 2024 02:25]

[bosbeetle]

Haha ik heb nog gesequenced met zelf gegoten gelen, en dan bandjes afvinken was blij als ik op 200 nucleotiden kwam... Gelukkig veranderen technieken.

En inderdaad voor het uitlezen van langere stukken heb je meerdere kopieën nodig en ben je nogal even bezig. Misschien was mijn beeld wat kort door de bocht.

En gefeliciteerd met je master ga je een phd doen? Ik ben 4 jaar geleden gepromoveerd en mijn master stamt alweer uit 2006.

[boss-20]

Vind dit wel weer een mooie prestatie. Ondanks dat de praktische bruikbaarheid wellicht nog decennia op zich laat wachten zie ik het wel gebeuren. Leuke is dat me dit ook doet denken aan de 'gelpacks' uit Star Trek

[bosbeetle]

Ik denk dat hier in de reacties de link tussen DNA en biologie teveel gelegd wordt en daardoor ontstaan er ideeën die gewoon niet kloppen. DNA is een molecuul, een heel bijzonder molecuul maar niet meer dan dat. De grap van dit molecuul is dat "leven" dit molecuul gebruikt. Maar eigenlijk is het niet heel anders als een polymeer (plastic) gemaakt van 4 bouwsteentjes.

Waarom is DNA dan bijzonder, dat is omdat het in de natuur gebruikt is als informatie opslag er allerlei machinerie (enzymen: de biologische katalysatoren) is ontstaan om DNA af te lezen, te maken, aan elkaar te plakken, kapot te knippen etc etc.

Deze machinerie kunnen wij nu gebruiken om een nieuw DNA molecuul te maken, en de aflees machinerie om het DNA weer af te lezen. Al deze dingen zijn gewoon normale scheikundige reacties en hebben niets met "leven" te maken. Als we voldoende geschikte katalysatoren zouden hebben zouden we hetzelfde ook op elke andere polymeer met 4 bouwstenen kunnen doen, maar die katalysatoren zijn er niet en bij DNA wel...

[Reactie gewijzigd door bosbeetle op 26 juli 2024 02:25]

[Verwijderd]

Best handig, misschien kunnen we "bolletjes" met DNA naar bepaalde planten sturen waar van wordt verwacht dat er leven mogelijk is met de hoop dat er ooit leven komt?

[The Zep Man]

Best handig, misschien kunnen we "bolletjes" met DNA naar bepaalde planten sturen waar van wordt verwacht dat er leven mogelijk is met de hoop dat er ooit leven komt?

DNA is alleen een informatiedrager.

Al zouden wij 'leven' naar andere planeten kunnen sturen, dan komen we ook in een hele andere discussie. Bijvoorbeeld ethisch, en 'als wij dit kunnen, waarom doen wij dan niet iets anders met alle stoere technologie die dit mogelijk maakt?'.

[Reactie gewijzigd door The Zep Man op 26 juli 2024 02:25]

[Joey1203]

[...]
DNA is alleen een informatiedrager.

Correct. Maar slechts een koste sequentie nucleïnezuur is instaat zijn eigen 'organimse' te vormen! https://nl.wikipedia.org/wiki/Viro%C3%AFde

[bosbeetle]

Goed dat je organisme hier tussen aanhalingstekens zet, een virus of viroide kan namelijk zichzelf niet vermeerderen. Het heeft de machinerie van een ander organisme nodig om zichzelf te vermeerderen. In feite "leeft" een virus niet. Maar dit is wel een vlak waar die scheiding tussen levend en niet-levend op zijn dunst is.

[AutCha]

Misschien moeten we er voor zorgen dat die bolletjes dan zelfreplicerend zijn en een beschermende laag (van bijvoorbeeld fosfolipiden) om het DNA heeft. Die laag kan aangemaakt worden door een soort nanorobotjes. Het DNA kunnen we laten coderen voor deze nanobotjes zolang ze maar uit modulaire blokken bestaan (aminozuren zouden een goede kandidaat zijn). Dan hoeven we alleen nog maar te zorgen dat deze bolletjes energie kunnen opnemen. Dat kan door bijvoorbeeld methaan of CO2 uit de atmosfeer om te laten zetten door middel van licht door bijvoorbeeld een nieuw nanobotje dat het zonlicht opvangt en methaan en/of CO2 omzet in een soort energie standaard, wellicht is fosfor een goede dat we koppelen aan bijvoorbeeld adenosine. Andere botjes kunnen deze energie-eenheden weer gebruiken door het fosfor los te koppelen. De koolstof, waterstof en zuurstof kunnen we weer gebruiken om nieuwe nanobotjes te maken al hebben we daar ook weer andere nanobotjes voor nodig.

Kortom, we hebben de bacterie opnieuw uitgevonden

[Verwijderd]

Ik vind dit interessant en denk dat er wel markt in is

[Verwijderd]

Wat doet nucleaire straling met in DNA opgeslagen data ? Straling breekt het DNA leterlijk in stukken....iemand ?

[bosbeetle]

Straling kan DNA beschadigen inderdaad, in het ergste geval in stukken. In minder erge gevallen beschadigd straling DNA bijvoorbeeld aan één van de 2 strengen (DNA bestaat uit 2 strengen een dubbele helix). Gelukkig heeft DNA 2 strengen en op beide staat de informatie zodat zelfs als er kleine beschadigingen ontstaan dit gerepareerd kan worden.

Als er volledige breuken ontstaan (dubbelstrengsbreuken) dan is dit lastig te repareren maar nog wel af te lezen (als de individuele stukken lang genoeg zijn) als de data dan erg robuust gecodeerd is kan het best zijn dat alles nog correct afgelezen kan worden. (zie het als een tekst in 2 stukken knippen je hoeft dan alleen uit te zoeken welk stuk eerst kwam)

Dit is mede een reden waarom de wetenschappers in het artikel een speciale manier hebben gebruikt om het DNA op te slaan. Maar ook een speciaal algoritme om de data te coderen zodat daar foutjes ook minder schadelijk zijn.

[sKweezr]

En zie hoe het analoge en het digitale naar elkaar toe groeien en mogelijk in een verre toekomst niet meer uit elkaar te halen zijn. Chilling!

[eL-Prova]

Ik zie dat niet echt als chill hoor. Dit betekent dat je privacy verder in geding komt. Dit betekent in context van DNA dat er dingen in jou kunnen aanpassen waar jij geen grip meer op hebt.

[ghangster]

Hier gaat het nog enkel over het zelf synthetiseren van dna. Dus niet het aanpassen van bestaand dna. Maar zulke technologie kan natuurlijk wel veel invloed hebben op de samenleving wanneer het wel zo ver gevorderd is. Veel mensen zullen dit inderdaat angstaanjagend vinden. Ik zelf vind het heel erg interessant.

[FooLsKi]

Ik denk eerder dat sKweezr de oorspronkelijke betekenis van "Chilling" in gedachten had, aangstaanjagend dus.

[sKweezr]

Klopt als een zwerende vinger.

[Nik Du Bois]

als iemand toegang heeft tot alle individuele cellen van je lichaam om ze te manipuleren dan ja, maar als dat het geval is dan heb je we iets door hoop ik

[Artimunor]

nee inderdaad, of dna weeffouten die op latere leeftijd plaats gaan vinden 'fixen' met synthetische hulpstukjes.
forever young!

[bosbeetle]

Hoe het digitale en analoge naar elkaar toe groeien???

Het organische en het anorganische misschien. De opslag in DNA is net zo digitaal als die op een ponskaart/diskette of ander digitaal opslag medium.

[Reactie gewijzigd door bosbeetle op 26 juli 2024 02:25]

[ll roel j]

Heel interessant, maar ook heel erg sciene-fiction, is het als je zelf de data zou kunnen uitlezen, een koppeling tussen je eigen hersenen en deze data. Op die manier zijn m.i. de mogelijkheden legio.

Je wordt dan zelf een soort van Johnny Mnemonic

[Reactie gewijzigd door ll roel j op 26 juli 2024 02:25]

[SuperDre]

Nou niet echt, Johnny Mnemonic is de dataopslag in de hersenen zelf dmv gebruik van het neurale netwerk in je hersenen. Hier gaat het echt om opslag in de vorm van DNA..

[ll roel j]

Je hebt helemaal gelijk. I stand corrected

[koelpasta]

Nee, hij had een implantaat voor de opslag. Geen neuraal netwerk volgens mij. En dat opslag had ook op basis van DNA kunnen gebeuren al wordt daar verder niet op ingegaan voor zover ik mij kan herinneren.

@ll roel j , ik denk dat die DNA opslag veel te langzaam wordt uitgelezen om nut te hebben om met je hersenen te interacteren.

[Verwijderd]

Heel interessant, maar ook heel erg sciene-fiction, is het als je zelf de data zou kunnen uitlezen

Je kunt deze data nu ook al uitlezen, namelijk als het gewoon op disk staat ofzo. Dat het op een andere drager staat maakt praktisch gezien voor de data niet zo veel uit, en ook niet voor de manier waarop jij (of je hersenen) het verwerken, je hersenen kunnen niet ineens mp3-bestanden of .docx-files lezen ofzo als je die data opslaat in DNA Als je data direct in je hersenen wilt kunnen 'uploaden' moet je het in een brain-compatibel formaat opslaan, maar dat kennen we niet.

Het grote voordeel is wel dat je veel minder fysieke ruimte nodig hebt om data op te slaan, je kunt het complete internet backuppen in een lucifersdoosje

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 26 juli 2024 02:25]