Microsoft slaat 200MB op in dna

Microsoft en de University of Washington zijn erin geslaagd 200MB aan data op te slaan in dna. De wetenschappers wisten onder andere de gegevens van een hd-video en de Universele Verklaring van de Rechten van de Mens in honderd talen op te slaan in de dna-strengen.

Vorig jaar wist Microsoft honderden kilobytes op te slaan in dna, maar nu is het bedrijf erin geslaagd 200MB aan opslag in dna-strengen te verwerken. Naast een video van de band OK Go en de mensenrechtenverklaring, bestond de opslag uit de top 100 van boeken van Project Gutenberg en de zadendatabank van Crop Trust.

Microsoft is slechts een van de partijen die toekomst ziet in de opslag van digitale data in dna. Biotechnologen hebben grote sprongen gemaakt bij het synthetiseren en sequencen van dna, waarmee encoderen en decoderen van data binnen handbereik komt. Met name de prijzen hiervoor zijn in de afgelopen jaren gedaald.

Het encoderen gebeurt door het bedrijf Twist Bioscience, dat met machines dna-strengen kan maken. Binaire code wordt daarvoor omgezet in de vier nucleobasen adenine, thymine, guanine en cytosine. In theorie kunnen zo zettabytes, miljarden terabytes, op kleine schaal opgeslagen worden. "Het ziet eruit alsof er een klein beetje zout opgedroogd is in de bodem van een reageerbuis", zegt Karin Strauss, die het dna-opslagproject bij Microsoft leidt.

Data uitlezen gebeurt met behulp van polymerasekettingreactie. Hierbij worden strengen vermenigvuldigd tot een hoge concentratie, waarna een sample genomen kan worden voor het decoderen. Na foutcorrectie zijn de gegevens dan herkregen.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (118)

[SerpentNL]

Nog even een korte uitleg over hoe dit precies allemaal in zijn werk gaat. Aangezien ik hier in de comments lees dat dit niet voor iedereen zijn cuppa tea is ^^.

DNA bestaat uit 4 basenparen, ATCG (deze zijn complementair, dus A bindt aan T en C bindt aan G) deze basenparen zou je kunnen zien als de 0 en 1 waar de computer mee werkt (let wel dat dit pure speculatie is aan mijn kant, ik weet niet hoe die conversie van DNA naar computer data gaat). Als voorbeeld een streng DNA zoals 3' ATTGCAGCCTT 5' is complementair aan 5' TAACGTCGGAA 3', als men in de biologie over eiwit translatie spreekt dan worden de eiwitten (na conversie in mRNA) afgelezen van 5' naar 3' en kunnen beide strengen compleet andere eiwitten zijn, als het beide codeert voor een eiwit.

Maar hoe bouw je dan DNA in en sloopt je het eruit?
Bij mij op het lab gebeurd dat door het gebruik van zogenaamde restrictie sites, hier kunnen enzymen aan binden en kunnen zo een stuk DNA kapot knippen. Maar ook een site creeren waar een ander stuk DNA aan vast kan geplakt worden (sticky end).

Vervolgens wordt het DNA vermeerderd (door de polymerase reactie) en kan het worden afgelezen middels sequencen, dit is een fantastische methode om de ATCG volgorde af te lezen (dus niet de polymerase reactie alleen, want dat doet niet zo veel) wat vervolgens door de computer kan worden omgezet in 0 en 1 en zo de data op het scherm te toveren.

Het zou wellicht wel anders gaan dan hoe hun het doen, maar dit is hoe het wordt gedaan in een laboratorium. En ja het is nogal omslachtig hoe het tot nu toe nog wordt gedaan

Edit: Even wat dingetjes aangepast om verwarring te voorkomen.

[Reactie gewijzigd door SerpentNL op 25 juli 2024 01:42]

[hoeksmarp]

> Het leuke hieraan is is dat in een streng DNA zoals ATTGCAGCCTT complementair is aan TAACGTCGGAA, dus je kan in een streng DNA 2x zoveel data kwijt.

Hoe kun je doordat ze complementair zijn twee keer zoveel data kwijt? Als je ATTGCAGCCTT leest krijg je toch niet meer data door te weten dat TAACGTCGGAA daarbij hoort? Als ik definieer dat KLLPMKPMMLL er ook bij hoort heb ik de data toch niet met 50% vergroot? Het feit dat DNA beide strengen bevat betekent toch juist dat je half zoveel data kwijt kunt ten opzichte van als je beide strengen onafhankelijk van elkaar zou kunnen beschrijven?

[tijnvw]

Klopt helemaal.
Eventueel zou je hiervoor wel mRNA (messenger RNA) kunnen gebruiken. Een vorm van genetische opslag die gebruikt wordt als boodschapper tussen het moment dat DNA is uitgelezen en hiermee eiwitten worden gesynthetiseerd (het uiteindelijke doel van DNA is eiwitsynthese die nodig is voor 'alle' processen in het lichaam).

RNA is enkelstrengs (tegen DNA wat dubbelstrengs is). Vraag is alleen een beetje wat je ermee wint. DNA kan veel compacter worden opgeslagen door zogeheten histonen (rolletjes maken van lange strengen DNA) waardoor het formaat enórm afneemt. Zo ver, dat alle genetische informatie van een mens in één celkern past. Gemiddelde diameter 6µm. Wonderlijk en zeker veelbelovend!

[Verwijderd]

Data opslag in RNA is niet verstandig. Dat heeft te maken met het feit dat RNA Uracil (U) bevat in plaats van Thymine (T).

Door deaminatie van Cytosine (C) kan Uracil (U) ontstaan. Indien dat gebeurt in DNA word dit herkent en gerepareerd door error corrective enzymen (Uracil hoort niet aanwezig te zijn in DNA en kan dus herkent worden).

In RNA is standaard wel Uracil aanwezig. Een error correctie enzym kan dus nooit onderscheiden of een Uracil aanwezig is omdat deze er hoort te zitten, of omdat er een Cytosine is omgezet naar Uracil. Aldus kan een zo ontstane fout niet gerepareerd worden.

Dit heeft gevolgen bij replicatie. Een streng waar een C is omgezet naar een U word dus verkeerd gerepliceerd (een CG paar word dan een UA paar). De complementaire streng waar de Guanine (G) in zit word natuurlijk nog wel correct gerepliceerd. Gevolg: 50 % van de nazaten heeft een mutatie.

[Silmarunya]

Klopt, maar de C-U conversie is iets dat we typisch in levende systemen zien. Ik heb al genoeg geïsoleerd RNA gezien dat ex-situ zonder enige degradatie bewaard is over enkele decennia. Als je naar DNA of RNA voor opslag gaat kijken, zijn dat steevast celvrije systemen in nauwkeurig gecontroleerde milieus.

Nu goed, DNA is doorgaans stabieler dan RNA, zeker waar. Of het verschil groot genoeg is om RNA uit te sluiten als zinvol opslagmedium zou ik dan weer durven betwijfelen.

We kennen allemaal wel het verhaaltje dat RNA onstabiel is, en dat klopt ook volledig voor het mRNA waar we het meest mee vertrouwd zijn. Maar onder de meer exotische RNA's (de hele zoo aan niet-coderende RNA's) vind je ook enkele ontzettend stabiele structuren die DNA het nakeijken geven.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[Silmarunya]

RNA kan evengoed dubbelstrengig zijn. Double stranded RNA is een essentieel deel van het replicatieproces van veel virussen en speelt ook een sleutelrol in de regulatie van genexpressie in eukaryoten (onder andere transcriptionele gene silencing door RNAi).

mRNA is interessant, maar veeleisender dan DNA qua bewaring. Het is inherent een minder stabiele molecule (enkel in heel specifieke milieus is ze lang stabiel) en bovendien zijn RNAsen veel stabieler dan DNAsen en daardoor ontzettend lastig weg te houden uit je lab (of toekomstig datacenter?).

[SerpentNL]

Ik sprak meer in biologische termen, voor eiwit translatie bijvoorbeeld. Ook moet je nagaan dat de leesrichting van belang is, zoals in het voorbeeld wat ik had opgeschreven is het eerste voorbeeld 3' ATTGCAGCCTT 5' en complementair is het 5' TAACGTCGGAA 3' als het wordt afgelezen van 5 naar 3 in beide gevallen heb je een compleet ander stuk DNA. Misschien ben ik dan een beetje te snel om te zeggen dat je dan 2x zoveel data kan opslaan, maar het is wel zo dat de ene streng voor totaal iets anders codeert dan zijn complementaire streng.

Hoe vervolgens de conversie van DNA naar computer data in zijn gang gaat kan ik helaas weinig over kwijt omdat het simpelweg (nog) niet in mijn straatje ligt. Ik zal het veranderen om verdere verwarring te voorkomen!

[EngineerCoding]

En daarom hebben we tegenwoordig het vak bio informatica! Nu heb ik net pas mijn eerste jaar afgerond, maar op mijn werk (puur it werk) hadden ze het er al gelijk over dat een nucleotide voor 2 bits codeert: hiermee kan je namelijk alle 4 de varianten mee onderscheiden.

Wat betreft het dubbelstrengs dna, we weten dat dit complementair is en met streng a streng b achterhalen en andersom. Puur om die reden is er maar 1 coderende streng, de streng die werkelijk de informatie geeft voor de transcriptie en dus ook de translatie. Dit zal hoogstwaarschijnlijk hetzelfde zijn wanneer men data opslaat in dna, de ene kant is nuttig de andere kant geeft arbitraire data die hoogstwaarschijnlijk niet correct is.

Edit: typo, leuk hè die autocorrect op de telefoon

[Reactie gewijzigd door EngineerCoding op 25 juli 2024 01:42]

[Jerrythafast]

Puur om die reden is er maar 1 coderende streng, de streng die werkelijk de informatie geeft voor de transcriptie en dus ook de translatie.

Eén van de eerste dingen die ik tijdens mijn bio-informatica-opleiding heb geleerd was dat er in de biologie altijd een uitzondering op de regel is. (Behalve wellicht op deze regel? maar dat is dan ook weer een uitzondering...) In de natuur komt het wel degelijk voor (ik geloof met name bij prokaryoten) dat er twee genen op hetzelfde stuk DNA gecodeerd zijn, ieder op de andere streng. Dit is mogelijk doordat er voor de meeste aminozuren verschillende codons mogelijk zijn. (Lekentaal: coderende stukken DNA beschrijven veelal uit welke aminozuren een bepaald eiwit opgebouwd moet worden, en die beschrijving bestaat uit 'woorden' oftewel codons van 3 letters. Er zijn verschillende codons voor de meeste aminozuren.)

[EngineerCoding]

Ik ben het met je het eens als we over eiwitten en prokaryoten praten, maar als je over het opslaan van binaire data praat is het vrij lastig te verspreiden over de twee strengen omdat je met vaste combinaties zit (natuurlijk kunnen er door mutaties fouten optreden waardoor dit niet zo is, maar daardoor lijkt mij dat het molecuul juist weer instabiele kan worden. Dat deel over stabiliteit speculeert ik overigens).

Misschien is het fair om te zeggen dat het mogelijk is om de data te verspreiden over de twee strengen, maar dat is zeer complex lijkt mij.

Overigens studeer ik bio informatica op hogeschool leiden. (@supersnathan94)

[Jerrythafast]

Offtopic: Toevallig, ben daar 3 jaar geleden afgestudeerd En vorig jaar master gehaald aan de UL+TU Delft.

Of het complex is om de data over de twee strengen te verspreiden hangt af van hoe Microsoft die data encodeert in het DNA. Als ze gewoon naïef 2 bits per nucleotide encoderen wordt het extreem lastig/onmogelijk, maar misschien komen ze wel met iets slims dat op deze manier een soort van native compressie met een ratio van 50% (theoretisch maximum) bereikt!

[supersnathan94]

*bio-informatica.

Waar doe jij de opleiding? Ik zit nu zelf in m'n afstudeerfase.

Je kan een nucleotide zien als een MLC geheugencel van een SSD. Doordat we vier nucleotiden hebben kan 1 positie in het dna coderen voor 4 combinaties van 2 bits. 00, 01, 11, 10.

Het mooie van DNA zijn de mogelijkheden voor redundancy en datacorrectie.

Latency is echter een ander verhaal. Het uitlezen van een klein stukje duurt rustig een uur. Dat moet dus echt sneller om het echt nuttig in te kunnen zetten voor massa opslag.

[Verwijderd]

Het leuke hieraan is is dat in een streng DNA zoals ATTGCAGCCTT complementair is aan TAACGTCGGAA, dus je kan in een streng DNA 2x zoveel data kwijt.

eeuh, nee. Het grote nadeel is dat ze complementair zijn... 2x iets opslaan terwijl het hetzelfde is, dus is het maar de helft.

[OddesE]

Leuke is wel hoe je dan een backup maakt. Je trekt de twee strengen los van elkaar. Omdat de data redundant was (zoals je terecht opmerkt) verlies je zo geen data. Vervolgens de halve strengen in een oplossing laten liggen en dan 'groeien' de complementaire delen er weer aan.... en eindig je dus met 2 dubbele strengen.

EDIT: Er staan veel leuke filmpjes op YouTube over DNA replicatie. Zoals deze.

[Reactie gewijzigd door OddesE op 25 juli 2024 01:42]

[Bart.net]

Juist, voor backupdoeleinden en behoud (stabilisatie) van data. Dus zeker geen nadeel.

[Pmf1971]

Bij wijze van spreken, maakt het DNA zijn eigen RAID-1 array.

[supersnathan94]

De conclusie is echter wel terecht. Alleen niet doordat het comolementair is. Zie het als een MLC geheugencel van een SSD. Iedere positie kan 4 states bevatten ipv 2 (00, 01, 10, 11).

[Silmarunya]

Het complement van een gecodeerd muziekbestandje is ruis, geen tweede wereldhit.

[OddesE]

Het complement is feitelijk gewoon een kopie.

[Silmarunya]

Hangt ervan af.

Fictief strengetje :'ATTGA'
Complement: 'TAACT' (niet-invers geschreven hier)

Biologisch zijn ze uiteraard equivalent, maar de informatie-inhoud is heel verschillend. Voor data-opslag wil je op termijn vermoedelijk naar zoveel mogelijk enzymvrije systemen en wil je een minimum aan computeroperaties doen, Dan is het invers complement niet helemaal equivalent aan de hoofdstreng, en zal het je misschien wel proberen vermijden.

Persoonlijk zie ik wel heil in een van de enkelstrengige xNA's (varianten op RNA/DNA met andere basen) die net als RNA uiterst stabiel kunnen zijn door secundaire en tertaire structuren. Handiger uit te lezen dan dubbelstrengige systemen, als ik even vanuit puur data-opslag perspectief denk.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[OddesE]

Ik weet niet hoor, misschien mis ik iets, maar als

A/T = 0
C/G = 1

dan

ATTGA = 00010

en

TAACT = 00010

Dus twee manieren om hetzelfde op te schrijven?

[Silmarunya]

Er zijn systemen met vier 'bits', wat de informatiedichtheid enorm verhoogt. Je kan hier enigszins analoog redeneren met quantumcomputers, waar ook afgestapt wordt van louter binaire informatiecodering.

Als (en dat is hier een sleutelwoord) DNA-computing mainstream wordt, lijkt het logisch dat men overstapt op een coderingsmethode die de mogelijkheden van DNA optimaal benut, hetzij om de foutcorrectie of de informatiedichtheid te verhogen.

Dan zit je natuurlijk met conversie naar binair, maar voor archiefdata (waar dit voor dient) is snelle en eenvoudige toegang geen prioriteit.

Nu goed, dit is een hypothetische discussie. Mijn punt hier is enkel dat de aanname dat het complement zomaar als identiek mag worden gezien wat kort door de bocht is. Alles hangt af van je coderingssysteem en je leesmethode.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[gss709s]

ok, maar wat kan ik verwachten? is dit goedkoper of sneller dan de huidige hdd?
of is dit betrouwbaardere manier van opslag of juist makkelijkere techniek voor productie van hdd's?

[Silmarunya]

Als dit ooit op punt staat is het een goedkopere, betrouwbaardere manier om grote hoeveelheden data voor lange termijn te stockeren. In je eigen PC zal je dit niet zien; voor frequent opgevraagde data is dit geen zinvolle technologie.

[Verwijderd]

Ik ben iets skeptischer over hoe bruikbaar dit is voor lange termijn opslag.

Alle biologische moleculen zijn onderhevig aan veranderingen in de tijd. DNA is wel een bijzonder geval in levende systemen doordat er in het systeem reparatie mechansimen aanwezig zijn. De praktijk wijst echter uit dat in deze systemen nog steeds mutaties optreden door chemische modificaties van het DNA.

Hoe stabiel DNA in een niet levend medium is kan ik niet inschatten. Één ding wat ik wel weet is dat je 100 % zeker moet weten dat je opslag volledig steriel is. Als er ook maar één bacterie aanwezig is zal die zich gaan voeden met het aanwezige DNA en heb je na een tijdje helemaal geen informatie meer.

[CivLord]

De meeste degradatie vindt plaats door omgevingsvariabelen. Die kun je uitschakelen door het DNA te isoleren en in te vriezen.
Door invriezen heb je ook geen last van bacterie-activiteit, al zal aanwezig bacterie-DNA wel een stoorzender zijn bij het teruglezen van je data.

[Qalo]

Los daarvan, hoe verhoudt DNA zich ten opzichte van omgevingsstraling, EMP of zelfs straling vanuit de kosmos? Zal dit de data niet aantasten/modificeren/corrumperen, onleesbaar maken of compleet te verwijderen?

Ik besef terdege dat met mechanische moleculen dit gevaar ook bestaat, maar ik vroeg het me af hoe het dan zit met biologische moleculen.

Hypothetisch: Ik zie het al voor me dat de techniek toegepast wordt op ruimtemissies. Zodra je de dampkring uit bent gebeurt het dat, door de kosmische straling, alle DNA in je opslagmedia muteert. Lijkt me een onwenselijke situatie.

[Silmarunya]

"Hoe stabiel DNA in een niet levend medium is kan ik niet inschatten. Één ding wat ik wel weet is dat je 100 % zeker moet weten dat je opslag volledig steriel is. Als er ook maar één bacterie aanwezig is zal die zich gaan voeden met het aanwezige DNA en heb je na een tijdje helemaal geen informatie meer. "

Klopt, maar dat is prima mogelijk. Ik zie nog regelmatig DNA-stalen die mijn verre voorgangers ooit eens jaren terug hebben geïsoleerd en die zijn perfect intact. Dat was in toen nog zeer amateuristische labo's waar steriliteit met wat ethanol en een afzuigkap werd bewaard.

Daarbij komt nog dat langetermijnopslag van DNA doorgaans plaatsvindt bij zeer koude temperaturen (dus geen metabolische activiteit meer mogelijk) en dan nog in specifieke opslagbuffers die voor de meeste courante MO toch net iets te zout zijn.

[Verwijderd]

Kan weinig aan dit goede verhaal toevoegen anders dan dat het gebruik van restrictie sites ook direct ingewisseld kan worden voor primers. Dat scheelt weer een stap in het proces.
(Primers zijn kleine aminozuur sequenties die als vlaggetjes/tags gebruikt worden om aan te geven welk stuk DNA gekopieerd moeten worden door het polymerase enzym).

edit: ik vraag mij ineens af of je met methylering de data dichtheid zou kunnen vergroten.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 25 juli 2024 01:42]

[Silmarunya]

Waarom zou DNA-methylering de DNA-dichtheid merkbaar verhogen?

Histonmethylatie kan de dichtheid van DNA wel aanzienlijk verhogen, maar het synthetisch DNA dat men hier voorstelt zou zonder histoneiwitten opgeslagen worden.

[Verwijderd]

Natuurlijk speelt methylatie een rol bij het verhogen van de dichtheid van DNA in een cel om het zo compact mogelijk te krijgen, maar dat is niet de enige vorm van methylatie.
Naast histon interacties waar jij over spreekt zijn ook veel cytosine-guanine paren gemethyleerd en spelen een rol in regulatie van genen.

Voor het opslaan van data hoeft het DNA niet 'biologisch zinvol' of van betekenis te zijn.
Vanuit chemisch organisch oogpunt kan je alle amines methyleren.
Bij het synthetiseren van de basen voordat je hiervan weer DNA synthetiseert kan je de basen chemisch methyleren.
Je krijgt dan per base 1 mogelijke toestand er bij en dus ga je van 4 naar 8 mogelijkheden per positie. Of van 5 naar 10 als je het graag met uracil er bij wilt doen, maar dan is de opslag weer niet in DNA technisch gezien.

[PixelPhobiac]

Credits gaan naar de onderzoekers van het EMBL (European Molecular Biology Laboratory): EMBL-EBI researchers make DNA storage a reality, 2013

[Reactie gewijzigd door PixelPhobiac op 25 juli 2024 01:42]

[gekke-gerrit]

Oke, dit wordt wel een beetje eng!

Ik kan me wel voorstellen dat het voordelen heeft tegen identiteitsfraude en tweelingen met nagenoeg identiek dna etc. maar ik heb niet het idee dat ik dit graag zou willen.

is het dan ook zo dat het opgeslagen wordt in de 'mens'?

[BRAINLESS01]

Het wordt niet opgeslagen in levende wezens, ze maken synthetisch DNA waarin ze de data opslaan. Niks engs aan dus.

Als ze het in levende wezens zouden opslaan dan zou het DNA daarvan aangepast moeten worden.

[Silmarunya]

DNA is een molecule, die je in zijn zuivere vorm gewoon in een oplossing in de diepvriezer kan bewaren. Het is zeker niet zo dat DNA enkel in een levend wezen stabiel is.

[svennd]

In tegendeel, binnen levende wezens zijn ze aan tal van interacties blootgesteld.

[SerpentNL]

Dat zijn 2 compleet verschillende dingen. Jij praat zowel over genomisch DNA en het DNA waar zij mee werken wat eigenlijk gewoon 'los' DNA is, dat praktisch niets met een mens heeft te maken .

DNA is prima op te slaan in bijvoorbeeld een buffer vloeistof of zelfs gewoon water.

[Ruvetuve]

Nooit over gehoord, super interessant. Zouden ze dit stabiel kunnen houden voor langdurige opslag!?

[douwedb]

Dat is één, maar twee is: hoe ga je makkelijk data schrijven en lezen van dit type opslag? Want zoals het op dit moment gebeurd lijkt het me vrij omslachtig

[Basilange]

Op mijn opleiding biologie kwam ik erachter hoe makkelijk dna manipulatie is. De basis is niet meer ingewikkeld dan een bakrecept volgen en natuurlijk niet niezen in je beslag. Het vermenigvuldigen van DNA is een kwestie van minuten. Met de juiste sleutels kun je het stukje waarin je bent geïnteresseerd zo eruit halen. Het was soms vaak makkelijker om bacteriën te gebruiken die aangaven of jou stukje dna erin zat. Het laten uitlezen is heel makkelijk. Al het DNA word uitgelezen in stukjes en naast elkaar gelegd bij een waarschijnlijke overlap. Vervolgens doe je dat duizenden keren en je hebt met een hele kleine foutmarge de data/dna volledig uitgelezen. De volgende stap is Crispr waarbij je een bacterieel zelfverdediging mechanisme gebruikt om in andere wezens nieuw functioneel DNA brengt.

Een van de eerste technieken van parallel sequencing was het zogenaamde shotgun sequencing. Prachtig toch?

[Reactie gewijzigd door Basilange op 25 juli 2024 01:42]

[SwiftPengu]

Ik vermoed dat om deze reden de eerste doeleinden voor opslag meer richting backup zullen gaan.

[Verwijderd]

Dit is data die je nooit wilt veriezen, bijvoorbeeld de inhoud van complete bibliotheken.
Het wordt niet ontworpen voor vluchtig geheugen zoals je SSD of RAM.

[staxas]

Injecteren in mensen/dieren en die zich laten voortplanten? Of zou je dan een langetermijns kans op errors krijgen door bv blootstelling aan de zon enzo?

[Reactie gewijzigd door staxas op 25 juli 2024 01:42]

[Me_Giant]

Het DNA van je kinderen is natuurlijk ook niet hetzelfde, omdat het DNA van beide ouders vermengt wordt. Dus dat gaat niet werken.
Bovendien bevat je DNA gegevens over jou, het is al 'beschreven'. Ik weet niet wat er gebeurt als je random data in een mens z'n DNA gaat proberen op te slaan.

[Reactie gewijzigd door Me_Giant op 25 juli 2024 01:42]

[triplecore]

Niks. Zolang het niet in functioneel DNA is geinsert. Anders kan krijg je insertional mutagenesis waarbij je een loss of functionaliteit krijgt in een bepaald gen.

Voordat een gedeelte wordt afgelezen en getranscribeerd moet er eerst een promoter worden geactiveerd die ervoor zorgt dat transcriptie wordt geïnitieerd.

Daarbij komt; de kans dat men op een gegeven moment in tijd toestaat dat DNA kunstmatig wordt geinsert is vrijwel nihil. Je hebt namelijk te maken met een groot aantal ethische bezwaren.

[Reactie gewijzigd door triplecore op 25 juli 2024 01:42]

[BLACKfm]

Alsof etische bezwaren iets is waar men zich tegenwoordig aan houd. Formeel vast wel, maar in donkere schuilkelders worden vast wel ergens dakloze mensen op een laboratoriumtafel vastgebonden voor testen op mensen... [/filmmodus]

[PixelPhobiac]

Het blijkt dat tussen de 5 en 8% van het menselijk genoom (~100.000 genen) bestaat uit "vreemd" DNA dat afkomstig is van virussen die onze voorouderen ooit geïnfecteerd hebben. De informatie wordt steeds netjes aan de volgende generatie doorgegeven.
Ik zie daarom geen reden waarom arbritair geïnjecteerde DNA in het genoom van een organisme niet over generaties doorgegeven zou worden.

[Reactie gewijzigd door PixelPhobiac op 25 juli 2024 01:42]

[The Zep Man]

Het DNA van je kinderen is natuurlijk ook niet hetzelfde, omdat het DNA van beide ouders vermengt wordt. Dus dat gaat niet werken.

99,9% van ons DNA is hetzelfde (bron). Als je het dus weet op te slaan/toe te voegen in het deel dat wel wordt doorgegeven maar niet muteert bij voortplanting, dan zou het kunnen.

[Reactie gewijzigd door The Zep Man op 25 juli 2024 01:42]

[CivLord]

Die 99.9% is nu hetzelfde. Wanneer je daar data in op gaat slaan, dan is een deel daarvan bij één persoon verschillend. Wanneer je wilt dat data van generatie op generatie wordt doorgegeven, dan moet je wel even nadenken over waar je de data plaatst. En dan nog zal die data alleen bij de nazaten van één persoon voorkomen.

Een geschikte locatie voor het doorgeven van data in DNA zijn bv. het mannelijke Y-chromosoom, dat wordt doorgegeven aan alle mannelijke nakomelingen.
Een andere geschikte locatie om data door te geven is in het mitochondriaal DNA van de vrouwelijke eicel. Spermacellen geven alleen erfelijk materiaal door, de eicel geeft naast het erfelijke materiaal ook alles dat nodig is om een cel te laten functioneren. Eén van die zaken die met de eicel worden doorgegeven zijn mitochondriën, eencellige bacteriën die aan het begin van de evolutie zijn ingekapseld in complexere cellen en als energieleverancier dienen. Die mitochondriën hebben hun eigen DNA en worden aan alle nakomelingen doorgegeven. Zowel mannelijke als vrouwelijke nakomelingen krijgen hetzelfde mitochondriale DNA van hun moeder mee, maar alleen de vrouwelijke nakomelingen kunnen het doorgeven.
Er zal wel een goede errorcorrectie ingebouwd moeten worden om de random mutaties te kunnen corrigeren die over vele generaties onherroepelijk op gaat treden.

Ergens in het jaar 3000 laat een jonge man zijn DNA uitlezen. In zijn Y-chromosoom staat de boodschap: "Ik, Jan Jansen was in 2050 wereldkampioen Retro-Pong!" In zijn mitochondriaal DNA is "Bridget Jones' Diary" gecodeerd.

[TwistedMindNL]

Klopt, maar een groot deel daarvan is niet actief, de delen die wel actief zijn maken de verschillen tussen mensen, en ik vermoed dat daar redelijk wat variatie in zal zitten (heb er geen bron voor)

[Silmarunya]

Dit trukje wordt gebruikt om gigantische hoeveelheden genoomdata efficient op te slaan. Een zogenaamd 'reference genome' wordt in zijn geheel opgeslagen, voor de volgende individuen die je sequenced worden enkel de verschilpunten met het reference genome opgeslagen.

Dat soort compressiemethoden zijn overigens hard nodig, ondertussen kosten de harde schijven om sequentie-info op te slaan meer (!) dan het sequencen zelf. Wat een verschil met enkele jaren geleden.

[bbob]

Daar komt het probleem met dna, je kan namelijk patent krijgen op dit soort modificaties. Doe je dat zeg op een koe dan mag die koe zich zonder toestemming van de patenthouder niet voortplanten c.q je moet licentie betalen.
Bij planten kwekers van rozen bijv zijn rozen vaak op die manier al beschermd en mag je een soort niet repoduceren zonder toestemming van de eigenaar.

Mensen zijn hierin nog uitgesloten maar theoretisch kun je stellen dat als een kind geboren gaat worden met dna cellen waarin modificaties zitten en daar patent op zit deze mens zich niet zonder toestemming mag voortplanten, immers hij geeft dan via sperma of vrouw via eicellen die modificaties door. Het is nu voor mensen nog uitgesloten maar zo krom kan het in de toekomst lopen.

Je kan je in dit geval zelf de vraag stellen of opslaan van gegevens in dna ook patenteerbaar is. Het klink allemaal leuk maar er zitten een boel haken en ogen aan vast.

[Philip Ross]

Ik denk dat de techniek die gebruikt word om gegevens in DNA op te slaan prima patenteerbaar is. De inhoud van die gegevens natuurlijk niet.

Er is een verschil tussen genetische modificaties waar de modificatie zelf het doel is (bijvoorbeeld dus kweken planten e.d.) of genetische modificatie waarbij de manier van modificeren belangrijker is dan de daadwerkelijk inhoud van de modificatie.

[CivLord]

Op de inhoud kan wel auteursrecht zitten.
Stel je neemt de Da Vinci Code van Dan Brown op in je DNA, dan hebben je kinderen nog vier of vijf generaties mot met Dan Brown en zijn nakomelingen.

[Silmarunya]

Neen, het idee informatie in DNA op te slaan is niet patenteerbaar (er is prior art en het is obvious). Wat je wel kan patenteren is een specifiek proces om informatie in DNA op te slaan - maar dan kan jij nog altijd een subtiel verschillend proces dat op bepaalde punten beter is bedenken en dat eveneens patenteren.

Verder: planten (niet enkel sierplanten) kunnen inderdaad al zeer lang beschermd worden onder het zogenaamde 'Plant Breeder's Rights'-concept. Dat betekent dat als jij eigenaar bent van een bepaald ras, anderen (1) dat ras niet mogen verkopen en (2) jou een licentievergoeding moeten betalen als ze het zelf willen vermenigvuldigen of er zelf mee aan de slag willen in een eigen fokprogramma.

Nu wordt er in de praktijk vrij sterk toegezien op puntje 1, maar vermenigvuldigen voor eigen gebruik wordt in het westen gedoogd. Veredelingsbedrijven in de EU lopen jaarlijks honderden miljoenen mis door boeren (en in veel minder mate hobbytuiniers) die zaden produceren zonder licentievergoedingen te betalen.

[_Thanatos_]

Daar komt het probleem met dna, je kan namelijk patent krijgen op dit soort modificaties.

Als ik lees wat je niet kunt patenteren, lijkt het erop dat dit daar ook onder valt. Dit geldt weliswaar voor US-patenten, maar ik denk dat EU-patenten, en die in andere landen, vergelijkbare basisregels kennen.

[_Thanatos_]

Je DNA is niet je hele leven hetzelfde, dus je krijgt errors. Zon of geen zon.

[Liberteh]

https://tweakers.net/nieu...lange-tijd-op-in-dna.html

Blijkbaar...

[maxxie85]

Als ze het invriezen misschien wel. Verder ben ik niet bekend op dit gebied. Maar heel tof dat het kan. Genetisch geheugen is misschien wel een mogelijkheid in de toekomst.

[PixelPhobiac]

Onder ideale omstandigheden (koud, stabiele vloeistof, donker) is DNA met de huidige uitleestechnieken tot 1,5 miljoen jaar na synthese nog betrouwbaar te reconstrueren.

[Reactie gewijzigd door PixelPhobiac op 25 juli 2024 01:42]

[Silmarunya]

Zeker en vast. DNA van duizenden jaren oud uit fossiele resten van neanderthalers, mammoeten en co is al successvol gesequenced. Het DNA was dan wel behoorlijk gedegradeerd ('moeilijk leesbaar') door de nogal slechte bewaringsomstandigheden.

DNA-stalen die correct (lees: bij een lage, stabiele temperatuur) bewaard worden zijn theoretisch oneindig lang houdbaar, en in de praktijk zien we in het labo inderdaad na enkele decennia nog geen enkel verlies van informatie.

[svennd]

Gezien we DNA zelfs van dino's kunnen recupereren ...

[Verwijderd]

Nee, ik denk van niet. Omdat DNA constant muteert. Zelfs binnen een generatie ontstaan veranderingen en het is dus de vraag of er geen corruptie optreed. Dit gaat over DNA opslag in een lichaam. Als je het in cryo opslag gooit dan neem ik aan dat het stabiel blijft.

[CivLord]

DNA muteert, maar niet zo heel snel. Wanneer je het inclusief foutcorrectiecode bij één levend wezen in het DNA voegt, dan lijkt het mij dat je het na vele generaties nog steeds foutloos kunt reconstrueren. De meeste fouten kun je corrigeren door het DNA van meerdere nakomelingen te vergelijken en fouten die bij toeval zijn ontstaan in een vroege voorouder van een groot deel van je sample corrigeer je met de foutcorrectiecode.

[Verwijderd]

Recent onderzoek verraste onderzoekers toen bleek dat genetische variaties ontstonden binnen een of enkele generaties toen men de omgevingsvariabelen aanpaste. Men deed dit onderzoek om te zien welke gevolgen klimaatveranderingen hebben op een plant. En het bleek dat planten zich heel snel kunnen aanpassen en dat in het DNA blijkbaar mogelijkheden liggen tot snelle adaptatie.

Onze lichaamscellen gaan aldoor stuk en worden constant gerepareerd. Ik denk dat DNA een vorm van informatie is. Wij zijn in de kern informatie die de vorm aanneemt van een naakte aap.

Om daarin informatie op te slaan is alsof je paragrafen tekst invoegt uit, nou, Shakespeare's King Lear in Thoreauxs' Walden. Ik ben er niet zeker van dat stukken informatie niet op een of andere manier opgenomen worden en vertaald in een afwijking van het een of ander in de mens. De informatie kan dienen als een mutageen. Wat voor chimaera bouw je dan. We weten nog steeds niet genoeg van DNA om in te schatten of en op welke manier het gevaarlijk is.

Maar zelfs als je gewoon informatie opslaat in DNA strengen buiten een lichaam, dan maak ik me dezelfde zorgen als die welke ik heb over het werken en opslaan van bio-wapens.

[Silmarunya]

"Recent onderzoek verraste onderzoekers toen bleek dat genetische variaties ontstonden binnen een of enkele generaties toen men de omgevingsvariabelen aanpaste. Men deed dit onderzoek om te zien welke gevolgen klimaatveranderingen hebben op een plant. En het bleek dat planten zich heel snel kunnen aanpassen en dat in het DNA blijkbaar mogelijkheden liggen tot snelle adaptatie."

Je lijkt epigenetica en genetica door elkaar te slaan. Op een termijn van enkele generaties treedt doorgaans geen betekenisvolle genetische mutatie + selectie op, en al zeker niet de complexe multi-locus veranderingen die je nodig hebt voor adaptatie aan klimaatscondities. Ik had het graag anders gehad, dan was het werk van plantenwetenschappers zoals ik een stuk eenvoudiger.

Epigentische adaptatie kan wel optreden in een enkele generatie. Hierbij verandert het DNA niet, maar de expressie ervan wel. Dit soort adaptatie is echter nogal wispelturig: de overerfbaarheid is meestal beperkt en de stabiliteit eerder gering.

"Wij zijn in de kern informatie die de vorm aanneemt van een naakte aap."

Genetica =/= voorbestemming. Als je mij jouw genoomsequentie geeft, kan ik eigenlijk bitter weinig over jou zeggen, zelfs niet over eenvoudige dingen als je uiterlijk of de aanwezigheid van chronische ziekten. Zelfs dat je een naakte aap bent volgt niet logisch uit je genoom alleen.

Dat kan pas met je epigentische informatie erbi, en zelfs dat is het hoogstens een momentopnamej. Hetzelfde genoom in subtiel verschillende omstandigheden (stress, voeding, milieu, klimaat,...) geeft een heel ander wezen.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[Verwijderd]

En hier blijkt dat ik minder weet dan ik zou willen en minder snap dan nodig is om een standpunt over jouw werk in te nemen.

Ik vind het irritant om vast te stellen dat ik te weinig weet maar ik heb beperkte mogelijkheden om diep in al die verschillende vakgebieden in te gaan. Ik vind wetenschapsfilosofie interessant en binnen wetenschap en filosofie bepaalde terreinen. Maar ik kan me onmogelijk specialiseren.

In ieder geval kom ik misschien al verder met wat ik weet, dan de gemiddelde mens en er zullen hier wel meer zijn wiens kennis verder reikt. Maar het irritante zit hem in de breedte en diepte van de kennis die nodig is om te kunnen bepalen of de technologie waar jij aan en mee werkt voordelig is voor individuen en de samenleving als geheel.

En dat is een van mijn grootste zorgen en de reden dat ik keer op keer toch lange teksten typ. We willen beide de samenleving helpen en verbeteren. Maar de vraag of een Open Dag op jouw werkvloer zou helpen om een standpunt in te nemen, als het niet verder gaat dan wat men in de VPRO serie toont, dan betwijfel ik.

Ik lees dan wel het een en ander op sciencedaily.com. Maar mijn DNA en genetische expressie staan het mij niet toe helaas, om heel veel details te onthouden. En dus gooi ik soms termen door elkaar. Basale termen zelfs.

[JustMitchie]

Nu gaan we naar de stap dat we onszelf kunnen opslaan gok ik, wat overigens ook heel eng is

[Johan9711]

Jouw gedachten worden niet in je DNA opgeslagen. Bovendien is dit digitale opslag in het DNA.

[Silmarunya]

Nogal kort door de bocht. De vorming van gedachten is nog niet volledig begrepen, maar duidelijk is alvast dat je DNA niet verandert - een hersencel heeft exact hetzelfde genoom als een huidcel.

Het epigenoom (de diverse processen die bepalen welke stukjes DNA actief zijn en welke niet) speelt waarschijnlijk een belangrijke rol in geheugenvorming, maar DNA zelf niet.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[DwarV]

Om je reactie enigzins te nuanceren: ik betwijfel of het epigenoom je geheugen bepaalt (al is 'epigenoom' breed te definieren). De meestgebruikte definitie van epigenoom is alle eiwitten/RNA die gebonden zijn of interageren met het DNA, zoals transcriptiefactors, histonen, genoom-methylatie, etc.

Ik denk daarom toch echt dat de interacties die neuronen hebben met andere neuronen (en de steuncellen) zorgen voor geheugenopslag. Je epigenoom bepaalt wel dat een neuron een neuron is en geen huidcel, omdat het epigenoom verschillen in gen-expressie veroorzaakt ten opzichte van de huidcel. Het is denk ik echter wel mogelijk dat je epigenoom de efficientie/het aantal van die neuron-neuron interacties bepaalt (wederom door modulatie van gen expressie), waardoor je geheugen beter of minder goed werkt. In dat opzicht kan je epigenoom indirect je geheugen bepalen, maar ik geloof niet dat de daadwerkelijke opslag op die manier plaatsvindt.

[Reactie gewijzigd door DwarV op 25 juli 2024 01:42]

[Silmarunya]

Klopt volledig, maar connecties ontstaan niet zomaar. Het al dan niet vormen van connecties tussen cellen is epigenetisch gereguleerd.

Nu goed, hier kom je al vrij snel in een puur semantische discussie. In de ruimste zin kan je bijna elk proces epigenetisch noemen, aangezien elke verandering in een levend wezen ten gronde het gevolg is van het wel of niet tot expressie komen van bepaalde genen.

Fundamenteel zijn we het denk ik wel eens: het zijn niet louter genetische processen die voor geheugen instaan.

[Niemand_Anders]

Nu heb ik soms wel eens een moment in mijn leven dat ik toch even een snapshot zou willen herstellen..

[sjongenelen]

Ja maar die deltas mee blijven zeulen wordt je niet vrolijk van

[Bender]

Dat is eigenlijk wee het tegenovergestelde.

Maar in principe moet dat kunnen, maar het overgrote deel van het menselijk lichaam is nog onduidelijk volgens mij. Juist zaken als persoonlijkheid etc is het een vraagstuk hoe dit nu werkt.

[Mizgala28]

Eng is het zeker, ik zie het al voor mij dat ooit op een dag bepaalde gedrag wordt opgeslagen in dna zodat de politiek meer macht heeft en mensen het maar best vinden.

Klinkt als onzin, alu hoedje gedrag en dergelijke, wie weet is dit de norm over 100 jaar... (of minder)

[Verwijderd]

Waarom mensen zich aldoor willen verontschuldigen voor kritisch denken en scepsis door 'alu hoedje' er bij te typen is een raadsel. Ben je bang voor een downmod van een technofiel? Wel, scepsis en een kritische houding IS wetenschap.

http://www.vpro.nl/de-volmaakte-mens/kijk.html

[Silmarunya]

Veel mensen verwarren scepsis, een geïnformeerde kritische houding, met blinde kritiek op een concept dat ze niet begrijpen.

Een leek kan eigenlijk niet sceptisch zijn. Enkel wie zich enigszins ingelezen heeft een in bepaald onderwerp kan de onderbouwde, geïnformeerde kritiek opbouwen die een sceptische houding kenmerkt.

[Verwijderd]

Dus mizgala weet niet waar ie over praat, is wat jij aanneemt? Dat is een goede gok, want wie weet nu eigenlijk tot in detail precies waar dit over gaat? Ja je kunt een website lezen of een wiki raadplegen. En dan heb je een basaal begrip van de zaak. Maar gokken op iemand's kennis niveau is geen geldige argumentatie.

Maar de toekomst ligt niet vast. Dus we weten niet wat er mogelijk gaat worden, maar mizgala loopt daarop vooruit. Net als ik vooruit liep op dat wat Edward Snowden bewees. En ik niet alleen hoor...

Als nadenken over de toekomst niet mag, dan ben je gedoemd een speelbal te worden van corporatieve belangen en als je geen informatie hebt die relevant is en niet mag projecteren waar dit heen gaat, dan kun je niet autonoom handelen. Autonoom handelen is wat vrijheid betekent.

Corporaties willen geen ethische discussie. En die willen niet dat mensen vooruit denken aan wat de maatschappelijke gevolgen zijn. Als we op tweakers onsezlef nog enigszins, zelfs nog maar enigszins serieus nemen, dan downmodden we niet degenen die de toekomst extrapoleren. Want ik kan je verzekeren dat CEO's op dit moment vergaderen met de afdelingshoofden van hun R&D afdelingen over welke technieken in de toekomst winst gaan opleveren. En als zij wel nadenken over de toekomst, waarom zijn wij dan zo dom om mensen te downmodden vanwege hetzelfde gebruik van hun grijze massa?

En dat brengt me op het punt dat wij hier op tweakers soms (of vaak) voor het eerst kennis nemen van een techniek (Goh, wat leuk dat dit (al) kan!) en dat we dan al rijkelijk laat zijn om nog een moreel oordeel te geven over deze of gene techniek.

Hoeveel wordt ontwikkelt wat wij nog als wetenschappelijke fictie beschouwen? We zouden daarover nu al een discussie moeten voeren, maar wij, hier op deze website, zijn meestal al te laat om nog invloed te hebben op de ingeplande maatschappelijke verandering die het gevolg is van het in de markt zetten van een nieuwe techniek of product.

Alles wat wij nog kunnen dan is het gebruiken of kopen of links laten liggen. En wetende dat er geen gadgets zijn of technieken die we niet omarmen, zie je het probleem.

Ik heb respect voor mensen die de toekomst durven te extrapoleren zich baserend op wat er nu als artikel gepubliceerd wordt en zich achter de oren krabben waar iets toe leidt. Als het om voorstanders gaat van Alles Dat Wetenschap en Techniek Is, zoals Kurzweil, dan vinden we zo iemand interessant. Maar als het gaat om de wat meer anonieme tweakers commentator, dan willen we liever niet zien wat er in het verschiet ligt?

Wie, zoals jij zegt, wil meepraten dient geïnformeerd te zijn, vandaar de link die ik gaf. Ik zag alle afleveringen, wat jij? Hoe geïnformeerd zijn wij hier allemaal?

[Silmarunya]

"Dus mizgala weet niet waar ie over praat, is wat jij aanneemt? Dat is een goede gok, want wie weet nu eigenlijk tot in detail precies waar dit over gaat? Ja je kunt een website lezen of een wiki raadplegen. En dan heb je een basaal begrip van de zaak. Maar gokken op iemand's kennis niveau is geen geldige argumentatie."

Ik reageer niet op Mizgala en doe geen uitspraken over wat hij/zij al dan niet weet. Mijn comment is algemeen en noemt niemand bij naam.

"En dat brengt me op het punt dat wij hier op tweakers soms (of vaak) voor het eerst kennis nemen van een techniek (Goh, wat leuk dat dit (al) kan!) en dat we dan al rijkelijk laat zijn om nog een moreel oordeel te geven over deze of gene techniek."

Een moreel ordeel (of misschien beter een ethisch oordeel, want in (bio)technologie gaat het eerder over ethiek dan over abstracte discussies over goed en kwaad) kan je pas vellen als je expertise ter zake hebt.

"Wie, zoals jij zegt, wil meepraten dient geïnformeerd te zijn, vandaar de link die ik gaf. Ik zag alle afleveringen, wat jij? Hoe geïnformeerd zijn wij hier allemaal?"

Ik ben moleculair biotechnoloog van opleiding en werk momenteel in plantengenetica. De documentaire die je post is interessant, maar is ontzettend oppervlakkig (logisch ook, een grondige analyse trekt geen kijkers).

"Ik heb respect voor mensen die de toekomst durven te extrapoleren zich baserend op wat er nu als artikel gepubliceerd wordt en zich achter de oren krabben waar iets toe leidt. Als het om voorstanders gaat van Alles Dat Wetenschap en Techniek Is, zoals Kurzweil, dan vinden we zo iemand interessant. Maar als het gaat om de wat meer anonieme tweakers commentator, dan willen we liever niet zien wat er in het verschiet ligt?"

Hangt er voor mij nogal vanaf welke artikels dat zijn. Als het gaat om genuanceerde artikels die refereren naar peer-reviewed publicaties, graag. Maar er wordt tegenwoordig ontzettend veel sensationele onzin geschreven, zelfs in respectabele media. Ik zeg niet dat de automatische deferentie naar gezag van vijftig jaar geleden goed was, maar nu is de slinger veel te ver naar de andere richting doorgeslagen - ergens onderweg zijn we beginnen te geloven dat een anoniem orakel op Facebook evenveel waarde heeft als de onderbouwde opinie van een expert ter zake, of dat een paar memes van een milieu-activist hetzelfde gewicht verdienen als duizende pagina's peer-reviewed studies.

[Verwijderd]

Dat ben ik met je eens. Er is een enorm relativisme waarbij de opinie van een leek evenveel waarde wordt toegekend als die van een hoogopgeleide expert onder het mom van een of ander egalitarisme.

Daarom geef ik vaak citaten.

De docu's zijn oppervlakkig en ik heb constant de neiging om relevante vragen te stellen, waar Bas Heijne dat niet doet. Maar een van de problemen wordt wel aangekaart, dat mensen als jij, met hun kop zo diep in de materie, met kennis die voor de gemiddelde burger in de straat zo abstract is en zo ingewikkeld, vervat in wetenschappelijke taal die verdomd lastig te lezen is, de peer-reviewed studies die je al noemde, dat er een fundamentele scheiding plaats vind tussen jou...en mij.

Er is een extreme specialisatie in de samenleving en ik maak me zorgen over hoe jij, in je witte labjas vast en zeker, geïsoleerd van de het gemiddeld IQ in de samenleving zogezegd, helpt bepalen wat er voor die gemiddelde mens in het verschiet ligt. En gaan we dus naar een Elohim en Morlock situatie, zoals die bestaat in H.G. Wells' boek 'The Timemachine'?

Ik verzet me tegen het idee dat alles in Jip en Janneke taal uitlegbaar moet zijn, want zo zit de wereld niet in elkaar. het werk wat jij doet vereist een boel studie en daarna nog een boel verdieping en een constante bijscholing. Maar het betekent ook dat ik steeds minder inzicht heb in wat mogelijk is en jij komt je lab niet uit om daarover te praten want dat wil je baas niet, gezien het patent en een ethische discussie, of morele, dat is aan een commissie. Toch?

Van de gemiddelde burger kun je niet verwachten dat die precies snapt wat jij doet en hoe, wanneer, waarom je werk zo essentieel is dat je het op alle mogelijke manieren zult rechtvaardigen. En altijd vanuit het idee dat je de wereld helpt verbeteren. En dat het aan de samenleving is om te beslissen. Maar zoals ik al elders uitlegde, de keuze wordt niet de samenleving gelaten. Valorisatie is belangrijker.

En dus is er een kloof en dat is het gevolg van wetenschap, van scientisme. In zekere zin is wat jij doet op je werk heel moeilijk te vertalen naar wat mensen willen in het dagelijks leven. Dat zijn simpele dingen. Een beetje gerief, 'het goede leven' zoals Aristoteles dat noemde als ik het wel heb... en wat kansen op zelfontplooiing en zingeving.

In je werk voel jij zingeving, neem ik aan, maar hoe geeft jouw werk zin aan het leven van de rest en hoe beslissen zij of wat jij doet hun gaat helpen of nieuwe gevaren brengt? Moet ik jou vertrouwen? Mag ik je ook controleren? En zal je eerlijk zijn over de nadelen? En al die wetenschap en toegepaste techniek, wordt ik daar gelukkiger van of zadelt het me op met keuzes waarvan ik nooit genoeg informatie kan of mag hebben?

Een ding weet ik zeker, dat geluk geen functie is van wat jij doet en waar jij op bent gebaseerd, reductie, isolatie. Jij bent geïsoleerd van de samenleving om dezelfde reden dat jouw kennisniveau zo hoog is en zo diep gaat, specialisatie en het reduceren van DNA tot elementen, tot genen, die stukjes van elkaar isolerend. Hoe meer jij weet, hoe verder je lab van de samenleving staat.

Als jij niet terug keert op Aarde en holistischer denkt, dan komt er een beeldenstorm, niet in kerken, maar in labs. Wat jij in je geloofsgewaad der wetenschap doet, de witte stofjas, moet relevant worden voor het dagelijkse bestaan voor mensen. Zo niet, dan krijg je mensen niet mee, net zoals men nu zegt dat de EU mensen niet mee krijgt. En de politici snapper er weinig van: 'we leggen het niet goed uit'. Maar de vraag of de EU te ver gaat in haar bereik en ambities, daaraan twijfelen ze niet. Immers is het allemaal voor je eigen bestwil...en denk aan de kinderen!

Mensen zijn nog door politiek te veel afgeleid en door de gadgets in de dag en de klok die hen regeert. Maar de trage ogen van de massa beginnen vaker te verschuiven naar jou werkplek en microscoop, waarin ze mee willen kijken. En de massa is onredelijk. Dus kijk uit!

[Mizgala28]

Omdat mensen op Tweakers heel vaak gaan downmoden als je iets verteld wat absoluut mogelijk is maar anderen niet bevalt.

Vandaar.

[svennd]

Gedrag is niet genetisch vastgelegd... ook ideeën niet ... Zelfs zaken die genetisch vastliggen zijn vaak enkel tot uiting na omgevingsvariabelen ... die ongekend zijn ...

[Verwijderd]

Dat is op zich een goed argument. Maar het is niet compleet.

Wat als je autistisch bent? Dan werken je hersens niet wat men dan 'neurotypisch' noemt, of hoe de gemiddelde mens' hersens functioneren. Dat de autist anders werkende hersens heeft is een zaak van DNA, van genen. hetzelfde geldt voor ADHD. En het gaat zelfs op voor dyslexie en dyscalculie, Tourette Syndroom en nog wat andere neuropsychiatrische aandoeningen.

Autisme is een genetische expressie. En dat leidt tot afwijkend gedrag. En dus is de vraag in welke mate iemand zijn hersens is. Het antwoord is, voor een heel groot deel en wel tot in zulke mate dat iemand enorme problemen krijgt in de interactie met de neurotypische mens en de door die mens geschapen omgeving.

In die zin is gedrag genetisch vastgelegd. Een autist zal natuurlijk denken en handelen waar de genen toe aanzetten. Omdat de NT'er daar een probleem in ziet moet de autist aangepast worden, gesteund en geholpen. En dat is prima want dat voorkomt een hoop lijden. Maar het zal een aanpassing zijn aan wat in principe natuurlijk gedrag is, bijvoorbeeld een autist kan bepaalde uitdrukkingen die we maken heel letterlijk nemen. Of niet begrijpen. Zonder uitleg zal zijn natuurlijke manier van denken leiden tot onbegrip.

Dus wie je bent is grotendeels hoe je hersens functioneren. Maar dat is echter geen aanleiding voor paniek of een ongemakkelijke gevoel omdat het deterministisch is. We zijn geen slaaf van ons brein, maar het is wel een orgaan met intrinsieke beperkingen en mogelijkheden en niet helemaal een schone lei die we zelf kunnen invullen.

Er bestaan immers ook geen machines die neutraal zijn en alles kunnen, per definitie, wat een machine kan wordt bepaald door zijn functie en de constructie zelf.

[svennd]

Heel klare uitleg, maar DNA is niet onze broncode zoals veel mensen en zeker IT'rs makkelijk durven te denken.

[Verwijderd]

Wat is DNA dan wel volgens jou? Is het niet de instructieset is, de informatie die omschrijft hoe je een mens opbouwt?

[Silmarunya]

Autisme is hoogstwaarschijnlijk niet genetisch. Er is zijn geen polymorfismen (specifieke verschillen in de DNA-sequentie) die een autist eenduidig onderscheiden van een niet-autist.

Wel waar is dat er vermoedelijk een verschil in genetische expressie is. Deze epigenetische verschillen zijn echter maar in beperkte mate overerfbaar en uiterst sterk beïnvloed door omgevingsfactoren, vooral tijdens de vroegste ontwikkelingsstadia.

Het idee van biologisch determinisme blijft een zekere populariteit genieten onder filosofen en moraal'wetenschappers' (het laat interessante gedachte-experimenten toe), maar klopt absoluut niet. Het percentage karakteristieken in plant en dier dat je eenduidig aan genetische 'voorbestemming' kan toewijzen is érg beperkt.

DNA is geen 'broncode', zoals svennd al opmerkte. Het is eerder een stapel van duizenden potentiële broncodes, die al naargelang de omgeving en het ontwikkelingsstadium al dan niet worden gebruikt.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[Verwijderd]

Daar zijn we het wel eens dan. Maar de vraag in welke mate DNA deterministisch bepaald hoe autistisch je bent en in welke mate door omgevingsfactoren is niet dezelfde als de vraag rond het niveau van functioneren van de autist in de samenleving.

Op dezelfde wijze kan een Chimpansee genetisch vrijwel gelijk zijn aan de mens, net als het varken, blijkbaar, hoewel dat misschien beledigend is voor varkens, de verschillen tussen beide dieren en de mens zijn nogal groot.

Raven en koeien blijken de laatste tijd ook al maar slimmer te worden. Maar het is niets nieuws, want de inheemse bevolking van Noord-Amerika kent de 'Trickster' in de raaf end at weten ze al duizenden jaren.

De rol van de omgeving speelt een rol, maar niet zo groot. Want waaruit bestaat die rol? is dat niet hoe de samenleving in elkaar steekt? Onze levenswijze kent een koppeling naar de genen die al dan niet aan worden gezet en autisme komt genoeg voor in de populatie om lijden te veroorzaken voor veel mensen, waardoor de noodzaak ontstaat om via zorg hulp te verlenen. En dan mag je van geluk spreken dat we een rijk land zijn en de sociale keuze maken om voor de zwakkeren in de samenleving op te komen.

Waar 'zwakkere' een relatief begrip is en waar ik vanuit een zekere politieke correctheid nuance moet aanbrengen, omdat deze mensen niet zielig zijn of als zodanig beschouwd dienen te worden en prima mee kunnen draaien in de rat race.

Maar laten we niet doen of er geen inherente nadelen zijn aan dit soort ontwikkelingsstoornissen. Als het zo'n minimaal nadeel is, of een groot voordeel, waarom heb je dan een PGB, hm, of een WMO-ondersteuning...

Er is dus iets aan onze samenleving, in onze omstandigheden die bepaalde genetische expressie uit het DNA trekken. De mate van beperking noopt niet tot relativisme van het genetisch potentiaal als essentiële bron van de uiteindelijke gevolgen.

Er is dus een beperkte mogelijkheid om autisme te voorkomen door de omgeving aan te passen. En de vraag rijst, zoals ook bij schizofrenie omstandigheden de eerste psychose kunnen veroorzaken, welke omstandigheden een rol spelen en hoe je die dan kunt vermijden in onze leefomgeving.

Als we niet weten hoe dat proces werkt, dan kun je niet de rol van DNA minimaliseren.

En daar rijst een ethisch dilemma. Gaat de geneticus in het DNA aanpassingen doen om te voorkomen dat de omgevingsfactoren van invloed zijn? Of ga je de leefomgeving aanpassen zodat er geen triggers ontstaan?

Dus wat is belangrijker, de expressie die we samenleving noemen, de cultuur of het recht van een individu op een trigger-vrije omgeving?

Als een gewas door lichtvervuiling steeds minder vruchten produceert, ga je dan sleutelen aan genen om dat effect te annuleren of ga je gewoon het licht in de omgeving temperen?

[Verwijderd]

Kan me voorstellen dat dit een veel compactere manier is voor data-opslag dan binaire opslag. Tien bits geven immers 2^10 = 1024 mogelijkheden, terwijl tien DNA-basen (A, C, G of T) 4^10 = 1048576 mogelijkheden geven. Daarnaast is DNA zeer stabiel op te slaan.

Ik denk niet dat het de bedoeling is om het in organismen op te slaan. Hoewel er veel eencellige organismen (bacteriën, vele schimmels) zijn die aseksueel reproduceren (dus geen vermenging van DNA van twee ouders), kan een mutatie zo nu en dan toch data onleesbaar maken. Ter vergelijking, als ik een film via torrents voor 99,9% gedownload heb kan ik hem als het tegen zit nog niet afspelen, en dat willen we niet. Om het dan nog maar niet te hebben over het feit dat DNA dat geen functie heeft in een organisme, sneller muteert omdat mutatie ervan niet nadelig is voor het organisme in kwestie.

Zoals ook deze pagina op Wikipedia al noemt, denk ik ook dat het nooit de bedoeling is van deze techniek om de huidige opslag van data te vervangen, omdat het aflezen van dna niet zo eenvoudig is als het aflezen van harde schijven. (Zoals in dit artikel op Tweakers ook vermeld wordt, moet het DNA daarvoor eerst vermenigvuldigd worden). Het is eerder handig als compacte back-up voor veel data.

[jellepepe]

denk vooral dat het de bedoeling is een vervanging te zijn voor de veelal tape-backups die momenteel veel gebruikt worden, op deze manier kan er op eenzelfde locatie vele malen meer opgeslagen worden, en is het veel makkelijker de data redundant te maken

[Silmarunya]

1) Schimmels en bacteriën reproduceren dan wel overwegend asexueel, maar dat betekent niet dat er geen recombinatie is. Bacteriën doen aan conjugatie, waarbij ze via een tijdelijk brugje tussen twee cellen (zelfs niet noodzakelijk van dezelfde soort!) interessante stukjes DNA met elkaar uitwisselen. Ook schimmels hebben een veelvoud aan niet-seksuele uitwisselingsprocessen.

2) DNA ga je hoe dan ook niet opslaan in een bacterie of schimmel als het voor dataopslag is. Waarom zou je, als het in een flesje bufferoplossing in de diepvries/koelkast vele malen stabieler is?

Maar goed, je hebt wel gelijk: dit is massaopslag voor archivering, geen vervanger voor je SSD'tje.

[CivLord]

Stabiel DNA vormt strengen met paren A/T en C/G. De opslag zal dus nog steeds binair zijn, omdat het erg lastig zal zijn om betrouwbaar een A/T-paar van een T/A-paar te onderscheiden.
De afstand tussen de base-paren is echter veel kleiner dan de afstand tussen bits op conventionele gegevensdragers, waardoor de informatiedichtheid van DNA vele malen groter is.

[Jerrythafast]

De opslag zal dus nog steeds binair zijn, omdat het erg lastig zal zijn om betrouwbaar een A/T-paar van een T/A-paar te onderscheiden.

Dit is niet juist. De gebruikte sequencing technologie (op het filmpje is een Illumina NextSeq 500 te zien) kan een A en een T prima van elkaar onderscheiden. Illumina heeft een fancy filmpje dat op heel begrijpelijke manier uitlegt hoe dit apparaat op moleculair niveau functioneert.

De twee strengen DNA worden (na vermenigvuldigen middels PCR, de polymerasekettingreactie waar in het artikel over wordt gesproken) namelijk uit elkaar gehaald. Je hebt dan dus twee losse strengen. De sequencer bouwt vervolgens aan beide strengen de complementaire streng er weer aan. Dat doet hij met A, C, T en G nucleotiden waar een florescent label aan hangt - elke letter een andere kleur. Je krijgt dus een lichtflitsje in een bepaalde kleur wanneer er een base aan de streng wordt toegevoegd. De basenvolgorde (sequentie) van het stukje DNA kan dus worden afgeleid aan de volgorde waarin de verschillende kleuren lichtflitsen worden waargenomen. Aangezien de twee strengen los van elkaar worden gesequencet kan er dus geen twijfel over bestaan of iets een A of een T is.

Dit alles gebeurt met honderdduizenden of miljoenen stukjes DNA tegelijkertijd. De sequencer weet wel welke twee strengen DNA bij elkaar horen. Ze komen dus ook in paren in de output (paired-end sequencing heet dat). Als ik me niet vergis kan de NextSeq 500 tot 2x150nt lezen, dat wil zeggen dat je van beide strengen de eerste 150 basen krijgt. Als je stukje DNA korter was dan 150 basen krijg je dus beide strengen volledig. Dat kan erg handig zijn om mogelijke foutjes te detecteren. Een andere strategie die je kunt nemen is om juist het DNA in langere stukken te verdelen zodat je minder kopieën hoeft te maken. Je zult sowieso overlap in de stukken DNA willen hebben om ze uiteindelijk over elkaar heen te kunnen leggen om je volledige 200 MB bericht terug te krijgen. Dat over elkaar leggen heet sequence alignment en sequence assembly. Dit is een groot onderdeel van wat ze in dit T.net artikel bedoelen met "decoderen".

Kan me voorstellen dat dit een veel compactere manier is voor data-opslag dan binaire opslag. Tien bits geven immers 2^10 = 1024 mogelijkheden, terwijl tien DNA-basen (A, C, G of T) 4^10 = 1048576 mogelijkheden geven. Daarnaast is DNA zeer stabiel op te slaan.

Helaas gaat deze berekening ook niet helemaal op. Stabiel DNA heeft over de gehele lengte een redelijke balans nodig tussen A/T en G/C paren. Ook de sequencer kan gevoelig zijn voor een slechte balans (hoe gevoelig de NextSeq 500 hiervoor is weet ik niet; ik heb nog niet met data van dit apparaat gewerkt). Je kunt dus niet stellen dat al die 4^n sequenties ook daadwerkelijk gebruikt kunnen worden, sterker nog, de grote meerderheid van die mogelijke sequenties heeft niet over de volledige lengte voldoende balans tussen A/T en C/G paren.

De simpelste manier om een goede balans te bewerkstelligen zou mijns inziens zijn om de data te encrypten (bijvoorbeeld met een symmetric cipher zoals AES/Rijndael) zodat het 'meer random' wordt. Maar ook dit is geen garantie dat er geen 'slechte stukken' tussen zitten die tot instabiel DNA leiden.

Al met al een reuze interessant onderzoek. Het is allemaal nog erg bewerkelijk, maar ik kan mij goed voorstellen dat DNA in de toekomst wordt ingezet voor long term opslag. Dat zal waarschijnlijk ook betekenen dat in de toekomst het verschil tussen een biologisch virus en een computervirus gaat vervagen...

[Reactie gewijzigd door Jerrythafast op 25 juli 2024 01:42]

[teacup]

Nu is DNA voor biologische organismen een heel effectief ROM geheugen gebleken, maar dan vooral omdat die ook de mogelijkheden hebben om de informatie chemisch(?) te verwerken.

Natuur kopiëren is vaak genoeg voor technologie een uitgangspunt gebleken. Dit is ook niet zo gek, want natuur en wat we daar zelf nog aan toevoegen is ons enige referentiekader.

De vraag die mij nog wel rest is wat zo aantrekkelijk is aan het synthetiseren van de DNA oplossing voor informatie opslag. Wat voor biologie goed werkt hoeft nog niet de ultieme oplossing voor onze kunstmatige systemen te zijn.

Of moet deze stap worden gelezen als omzichtige vingeroefeningen met neutrale informatie om actiegroepen die aanslaan op het manipuleren van DNA met biologisch herkomst de wind uit de zeilen te nemen?

De site van het in dit topic genoemde bedrijf is in haar uitleg ook nog niet erg expliciet. Lees mijn reactie niet als sceptisch, de strekking en implicaties van dit onderzoek zijn me alleen niet duidelijk.

[jellepepe]

De vraag die mij nog wel rest is wat zo aantrekkelijk is aan het synthetiseren van de DNA oplossing voor informatie opslag. Wat voor biologie goed werkt hoeft nog niet de ultieme oplossing voor onze kunstmatige systemen te zijn.

dit omdat het een vele malen compacter is dan traditionele flash of magnetische opslag

[teacup]

Van de DNA ketens zelf kan ik mij het wel voorstellen. Om verval van dat DNA te voorkomen is meer nodig. Wat die Zwitsers in die eerder aangehaalde link (nieuws: Biochemici slaan data lange tijd op in DNA) doen lijkt inderdaad heel aantrekkelijk en lijkt dit onderzoek meer naar kunstmatige opslag te doen kantelen. 2000 jaar opslag voor in Silicium gevatte bolletjes is indrukwekkend. En dat terwijl ons DNA door zonlicht al tijdens ons leven vervalt (een van de oorzaken van het verouderen van ons lichaam.

De enige rem die dan nog op deze oplossing staat is het schrijven en lezen van data. De chemische methoden die nu nodig zijn lijken me nog wat omslachtig en onomkeerbaar. Zijn stoffen gebruikt dan zou het mooi zijn als ze weer zijn te hergebruiken. Als dat inkapselen van het DNA in silicium een aparte bewerking is, dan is dat nog een extra drempeltje uitdaging . Als die inkapseling al kan zijn gedaan en alle stoffen voor schrijven zich al binnen de inkapseling dan is er al een concept voor een keer schrijven en heel veel lezen. Het lezen blijft dan alleen nog met hulpstoffen.

[Silmarunya]

"nog wat omslachtig en onomkeerbaar".

Omlachtig hangt van je eigen idee af, maar onomkeerbaar hoeft het alvast niet te zijn. Geen enkele momenteel courante methode is destructief: sommige maken kopieën van het origineel die ze dan destructief sequencen ('sequencing by synthesis'), andere meer experimentele sequencen gewoon rechtstreeks het origineel zonder het te beschadigen (onder andere nanopore sequencing).

[Silmarunya]

DNA heeft een hogere informatiedensiteit dan gelijk welk opslagmedium dat we tot nu toe als mens hebben kunnen bedenken. Bovendien is DNA een zeer stabiele molecule, die atlhans bij lage temperaturen een onbeperkte houdbaarheid zonder enige degradatie heeft - opnieuw iets dat huidige opslagmedia niet kunnen zeggen.

Die combinatie van densiteit en stabiliteit maakt DNA een ideaal medium voor langetermijnarchivering van data. Niemand spreekt over opslag voor je PC uit DNA, daarvoor is het te traag en te omslachtig. Maar als je heel veel data heel lang en veilig wilt bewaren (en niet verwacht ze vaak te moeten uitlezen) is DNA een bijzonder veelbelovend medium.

Uiteraard is het perfect mogelijk dat een beter opslagmedium wordt bedacht dan DNA, maar niet met wat we vandaag kunnen.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[teacup]

DNA heeft een hogere informatiedensiteit dan gelijk welk opslagmedium dat we tot nu toe als mens hebben kunnen bedenken.

Is me inmiddels wat duidelijker geworden .

Bovendien is DNA een zeer stabiele molecule, die althans bij lage temperaturen een onbeperkte houdbaarheid zonder enige degradatie heeft - opnieuw iets dat huidige opslagmedia niet kunnen zeggen.

Hier hoor ik op zich wel van op. Mij zijn ook die verhalen wel bekend over de uit ijs gehouwen mammoetresten waarin DNA wonderwel intact uit kon worden geëxtraheerd. Ook het sequensen van DNA uit botresten lukt steeds beter, al is het resultaat dan vaak geen complete keten meer. Voor zonlicht zijn wijzelf, en ons DNA, best kwetsbaar. Wij hebben maar een beperkt aantal celdelingen omdat hiervoor in DNA een limiet is ingebouwd. Hierdoor verouderen we. Door zonlicht kan DNA echter ook beschadigd raken, wat gevolgen kan hebben voor de cellen die zich vervolgens afsplitsen. Dergelijke beschadigingen zijn genoemd als een oorzaak van kanker. Die opslag of incubatie is dus wel kritisch.

[Silmarunya]

Inderaad, zogenaamd 'ancient DNA' valt nog wel uit te lezen. Eenvoudig is dat echter niet: het DNA is in beperkte hoeveelheden aanwezig en bovendien lokaal erg gedegradeerd. Met het betere puzzelwerk kan je wel min of meer de originele DNA-streng reconstrueren, maar stel je niet voor dat je zomaar even een heel prehistorisch individu sequencet zoals je dat met jou of mij kan doen.

Als je data 'min of meer' correct wilt bewaren maakt bewaring inderdaad niet zo ontzettend veel uit. Maar voor volledig foutloze bewaring is een gepast medium en liefst ook koeling essentieel.

Overigens haal je nu mutatie in mensen door elkaar met wat met ancient DNA of met synthetisch DNA voor opslag gebeurt. Daar is het probleem niet dat er mutaties optreden (dat kan enkel in levende wezens), maar dat de DNA-molecule gewoon fysiek uit elkaar begint te vallen bij incorrecte bewaring.

[Exirion]

En als er te veel bitjes omvallen krijg je celwoekering oftewel kanker?

[hahaha2223]

Als je het in een cel zou plaatsen wel, gebeurd alleen niet

[Silmarunya]

Als je het in een cel zou plaatsen zou er hoe dan ook niet veel gebeuren. Het zou nonsens-DNA zijn dat voor niets bijzonders codeert en dan ook heel snel gesilenced worden (in eukaryoten) of gewoon worden verwijderd uit het genoom (zeer snel in prokaryoten en na lange tijd ook in eukaryoten met flexibele genomen zoals planten en sommige schimmels).

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 25 juli 2024 01:42]

[Jorgen]

Nu is DNA van zichzelf natuurlijk al code, maar dit vind ik toch wel heel bijzonder. Iets onthouden krijgt dan toch wel meer betekenis dan alleen opgeslagen gedachten en herinneringen in je hersenen.

[croiky]

Ongeloofelijk

Volgende stap, zet opgeslagen data om in toepasbare kennis. Ook dit is vast al dichterbij dan gedacht.