Onderzoekers slaan besturingssysteem en video op in dna

Onderzoekers van het New York Genome Center hebben een efficiënte en robuuste methode voor het opslaan van data in dna voorgesteld. Als proof-of-concept wisten ze een besturingssysteem, video en giftcard op te slaan en zonder errors terug te krijgen.

De afgelopen jaren zijn er grote stappen gezet bij het opslaan van data in dna, maar volgens de onderzoekers van Team Erlich, betrokken bij het New York Genome Center, is er ruimte voor verbetering. Ze wijzen erop dat bestaande methodes niet altijd even goed schaalbaar zijn en meestal gebreken vertonen bij het terughalen van de informatie.

Ze stellen daarom een nieuwe methode met de naam DNA Fountain voor. Deze strategie zou het theoretische maximum benaderen van de Shannon-capaciteit om informatie per nucleotide op te slaan. Bij DNA Fountain verwerken ze een bestand in een serie niet-overlappende segmenten met een bepaalde lengte. Vervolgens coderen ze die in korte datapakketjes, droplets, die over een kanaal met ruis verstuurd kunnen worden. Dna-opslag is namelijk te vergelijken met een communicatiekanaal met ruis. De droplets van 38 bytes bevatten een payload van 32 bytes, een seed van 4 bytes en nog eens 2 bytes voor error correcting code. De seed correspondeert met de staat van de toevalsgenerator ten tijde van het maken van de droplet. Hierdoor stelt de seed een decoder-algoritme in staat de identiteiten van de segmenten in de droplet af te leiden.

Met hun methode denken de onderzoekers data in theorie ongelimiteerd te kunnen kopiëren met behoud van data-integriteit. Bij een test encodeerden ze een gecomprimeerd bestand van 2.146.816 bytes in dna. De tarball bevatte het complete Kolibri-besturingssysteem, een Amazon-giftcard van 50 dollar, een korte video en een afbeelding van de gouden plaat van het Pioneerprogramma. Het bestand wisten ze volledig zonder fouten terug te halen, waarbij het decoderen negen minuten duurde met behulp van een Python-script op een standaard laptop.

De wetenschappers hebben hun onderzoek in een pre-publicatie met de naam Capacity-approaching DNA storage vrijgegeven. De paper heeft nog geen peer-review gehad.

Reacties (109)

[TweakMore]

Super interessant onderzoek! Als student aan de universiteit van Twente hou ik me hier ook al langere tijd mee bezig.

Om gelijk de open deuren in te slaan, dit onderzoek wordt gedaan omdat het kan. Er zijn op dit moment geen nuttige praktische toepassingen. Het onderzoek is daardoor voornamelijk bedoeld als verbreding van de kennis, opzoek naar praktische toepassingen. Er zijn op dit moment twee zaken die DNA als opslagmedium tegenhouden ( prijs buitengelaten ). De schaalbaarheid naar standaarden voor de hoeveelheid opslag die we vandaag nodig hebben en de snelheid. Zo hebben ze voor een klein pakket als deze 9 minuten(!) nodig gehad, vele malen slomer dan wat we vandaag de dag nodig hebben. In ons lichaam is dit ook een erg sloom proces. De transcriptie van het DNA ( uitlezen en omzetten tot RNA ) is een erg sloom en niet efficient proces. Wat betreft opslag is DNA wel behoorlijk efficiënter als het op gebruikte ruimte komt, zo zijn er verschillende onderzoeken die uitwijzen dat de standaard opslag van tegenwoordig makkelijk in 1 gram DNA verwerkt kan worden..

Het knappe van dit onderzoek is dat ze het DNA zonder fouten konden uitlezen, een handeling waar zelfs de biologie die onder invloed heeft gestaan van miljoenen jaren evolutie nog niet perfect doet. In de biologie zou dit betekenen het kunnen voorkomen van vele ziektes waaronder kanker. Doordat dit technisch gebeurd betekent het kunnen creëren van een opslagmedium waarvan oneindig de bestanden vanaf gekopieerd kunnen worden. Wat mij betreft een mooie stap in de richting van DNA als opslagmethode, nu de snelheid nog!

[Reactie gewijzigd door TweakMore op 29 juli 2024 03:45]

[eedaan]

Sterker nog: ze hebben een slimme methode ontwikkeld om de eerder genoemde Shannon-capaciteit te benaderen. Om het artikel samen te vatten: theoretisch kan iedere nucleotide (1 DNA 'unit') 2 bits aan informatie bevatten, daar er keuze is uit 4 verschillende nucleotiden (GTAC). De reden dat het lastig is om dit maximum te bereiken, is omdat niet ieder stuk DNA even stabiel is. Zo zijn sequenties die veel "GC" bevatten wegens thermodynamische redenen lastiger te repliceren. Voor de chemici onder ons: GC bevat 3 waterstofbruggen, tegenover 2 voor AT. Eerder werd data gecodeerd in DNA door simpelweg een 1 of een 0 aan een corresponderende nucleotide te koppelen. Waar het artikel echt om draait is het encoding schema dat in dit nieuwsbericht staat. Op die manier houden ze de hoeveelheid instabiele sequenties zo laag mogelijk, waardoor het uitlezen vele malen betrouwbaarder wordt en dus de Shannon-capaciteit weer een stukje dichterbij komt.

[Ayporos]

Ter verduidelijking, er zijn 4 mogelijke gencombinaties mogelijk per locatie:
GC
CG
AT
TA

Dit komt uit op 2 bits aan informatie omdat je het als volgt moet zien:
GC: 00
CG: 01
AT: 11
TA: 10

Elke 'locatie' codeert dus in feite 2 bits aan binaire informatie.

[winos]

Misschien een hele stomme vraag, maar is dat dan enigszins te vergelijken met MLC geheugen?

[Ayporos]

Niet helemaal. MLC is meer een aanduiding voor 'packaging' dan opslagwijze.
in MLC (we nemen even 2-bit MLC als voorbeeld welke het meest voorkomt) bevat elke 'cell' 2 bits aan info, maar dit zijn gewoon 2 bits (dus 2x een 0 of 1). Dit wordt zo genoemd omdat je MLC geheugen enkel per cell kunt lezen/schrijven. Je kunt van een MLC cell die 2 bits bevat dus niet enkel bit 1 of 2 lezen, je leest ze allebei en je schrijft ze ook allebei. In het geval van deze DNA opslagmethode heb je slechts één 'locatie' met 4 verschillende waarden. Dit vertalen we naar binair met behulp van een woordenboek (waarin we dus definiëren wat elke mogelijkheid representeert in binair).

EDIT: CORRECTIE:
De vergelijking gaat wél goed op want MLC/TLC codeert in der daad meerdere bits in één waarde d.m.v. een schaal.

[Reactie gewijzigd door Ayporos op 29 juli 2024 03:45]

[goarilla]

Ik denk dat je winos misbegrijpt, zijn analogie houdt wel degelijk steek. We lezen voltages van een geheugen cell. En een cell kan in MLC of TLC meerdere voltages aannemen die meerdere bits encoderen. Terwijl SLC maar 1 bit codeert door de lading enkel hoog of laag te (kunnen) intrepeteren.

[Ayporos]

oh? dat wist ik niet. Ik dacht dat MLC/TLC enkel te maken had met adressering lijnen.

In dat geval gaat zijn vergelijking in der daad goed op.

[MN-Power]

Nope, verlies van voltage(ca. 3 maanden nadat de cell geschreven was) was juist de reden dat de Samsung 840 serie traag werd en daardoor de errorcorrectie zijn werk moest gaan doen. Hij kon niet meer zomaar bepalen welke van de 4 waarden opgeslagen was. Hier is overigens een firmware update voor gekomen.

[Dykam]

Was MLC niet dat er voor 2 bits, 4 weerstandswaarden ge-encodeerd kunnen worden per cel. En dat meer niveau's minder stabiel wordt, omdat de weerstandsverschillen steeds kleiner worden, en de foutmarge dus ook. Voor 3 bits had je al 8 verschillende niveau's nodig. Bij slijtage gaat dat sneller fout.

[winos]

Ongelofelijk bedankt voor de uitleg, ik heb vandaag weer wat geleerd!

[g4wx3]

het probleem is dt AT en TA wel nog eens durven omdraaien, bij GC en CG komt het al minder voor, daar dit een drievoudige verbinding is.

Dit is voor opslag in DNA, (DesOxyNucleoditeAcid)
RNA (RibosomaalNucleotideAcid) is een afgeleide van DNA, waarbij Uracil komt in de plaatst van een letter, maar vooral is RNA enkelstrengig van nature, in tegenstelling tot DNA, die de bekende vorm heeft van de dubbele Helix, ontdekt door Watson en Crick, nog maar in de jaren 60 meen ik mij te herinneren.

[Ayporos]

Gezien het artikel het over 'DNA' heeft en niet RNA ging ik er van uit dat dit ook gebruikt word.

Indien het omdraaien een dusdanig groot probleem is blijft altijd nog de optie om gewoon per paar te coderen. Dan word je opslag capaciteit wel 2x zo klein maar ja als dat nodig is om data integriteit te verzekeren dan moet dat maar.
dus:
TA/AT: 1
GC/CG: 0

[elTigro]

ipv binair is dit inderdaad quaternair
/samenvatting

[GeoBeo]

Het knappe van dit onderzoek is dat ze het DNA zonder fouten konden uitlezen, een handeling waar zelfs de biologie die onder invloed heeft gestaan van miljoenen jaren evolutie nog niet perfect doet. In de biologie zou dit betekenen het kunnen voorkomen van vele ziektes waaronder kanker. Doordat dit technisch gebeurd betekent het kunnen creëren van een opslagmedium waarvan oneindig de bestanden vanaf gekopieerd kunnen worden. Wat mij betreft een mooie stap in de richting van DNA als opslagmethode, nu de snelheid nog!

en

Dna-opslag is namelijk te vergelijken met een communicatiekanaal met ruis. De droplets van 38 bytes bevatten een payloadvan 32 bytes, een seed van 4 bytes en nog eens 2 bytes voor error correcting code.

Uit nieuwsgierigheid: kun je misschien wat licht schijnen op hoe fout-correctie bij het kopiëren van DNA (en uitlezen van DNA naar RNA naar proteïne) in de biologische wereld (bijvoorbeeld in cellen in het menselijke lichaam) gaat?

Er wordt bij het vermenigvuldigen van cellen een volledig DNA genome gekopieerd en dit gebeurt met een succesrate van bijna 100%. Hoe kan dit als DNA opslag te vergelijken is met een communicatie kanaal met ruis? Wat zijn de controle en fout correctie mechanismes in de natuur (mens in dit geval)?

[DwarV]

Een van de controle mechanismen is dat je als mens twee kopieën hebt van elk chromosoom (per cel; sommige organismen, bijvoorbeeld planten hebben meer dan dat), en bovendien bestaat elk chromosoom uit twee kopiëen van zichzelf. Aan de hand van de tweede kopie kun je dus fouten herstellen tijdens het kopiëren. Het DNA polymerase complex heeft daartoe 'proofreading' eigenschappen (waar we dankbaar gebruik van maken in het lab).

Het herstellen van DNA vindt trouwens niet allen plaats tijdens het kopiëren, maar continue: je DNA is constant aan mutaties onderhevig door invloeden van buitenaf (reactive oxygen species, achtergrond straling, etc). Het herstel is niet perfect: zo worden gemethyleerde cytosines nog wel eens omgezet naar thymines. Grote fouten vind je vaak niet terug, aangezien de cel zichzelf van kant kan maken als er teveel fouten zijn (bijvoorbeeld omdat je je niet hebt ingesmeerd toen je op het strand lag in de zon), of omdat het immuunsysteem deze cellen opruimt

De totale lijst met herstelmechanismes is overigens vrij uitgebreid, en het hele apparaat doet soms mooie trucen om ervoor te zorgen dat alles min of meer foutloos kopieert.

[Reactie gewijzigd door DwarV op 29 juli 2024 03:45]

[supersnathan94]

Maar 2? Iedere cel in je lichaam heeft een komplete set kopieen. Over redundant gesproken.

waar we dankbaar gebruik van maken in het lab

. Die proofreading geven we maar wat graga op als we daar een beetje thermostabiliteit voor terug krijgen. Taq polymerase heeft veel minder "ECC" dan onze menselijke variant.

[GeoBeo]

Maar 2? Iedere cel in je lichaam heeft een komplete set kopieen. Over redundant gesproken.

Ja, maar daar vroeg ik niet naar: bij het kopiëren van 1 genome voor 1 cel zorgt het feit dat in andere cellen hetzelfde gebeurt binnen die eene cel niet voor meer foutcorrectie.

In het organisme als geheel wel natuurlijk, maar daar refereert DwarV ook naar...

[supersnathan94]

Fair point. Echter is de uitleg van Dwarv niet geheel correct. Ja een chromosoompaar bestaat uit 2 copies van een gen. De inhoud van dat gen kan echter wel anders zijn. Sterker nog. Die is anders. Een chromosoom paar bestaat uit 2 chromosomen. In principe krijg je 1 set van 23 chromosomen van "je moeder" en de matchende 23 andere van je vader. Deze 46 chromosomen worden door de centromeer gekoppeld als 23 chromosoomparen. Je hebt dus van ieder gen 2 inhoudelijke "omschrijvingen": genotype. Deze concurreren met elkaar voor expressie door middel van een dominant-resessief model of dankzij intermediare samenwerking (het idee rode roos kruist met witte roos geeft rose roos en het bekende bloegroepen fenomeen: A en B geeft AB). De uiteindelijke uitwerking van die concurrentie heet het fenotype. Dit is het waarneembare uiterlijk van bijvoorbeeld oogkleur. De verschillende mogelijke combinatie zijn te berekenen aan de hand van kruisingsschema's en observatie van de stamboom van de voorouders. Zo kan je met een bepaalde zekerheid zeggen of een kind bruine of blauwe ogen krijgt aan de hand van de oogkleur van vader en moeder, opa's en oma's, ooms en tantes en directe broers en zussen.

De foutcorrectie binnen het gen zit em dus niet zozeer in het feit dat er een exacte kopie is, maar dat er eenzelfde gen beshikbaar is op de gekoppelde chromosoom die deze "functie" kan overnemen. Heb jij bijvoorbeeld van het gen oogkleur de genotypes "blauw" en "bruin" (waarbij bruin eigenlijk altijd dominant is) kan het zijn dat door een gendefect van het "genotype bruin" (dat heet een allel) je alsnog blauwe ogen krijgt.

Als je hier meer over wilt lezen raad ik je aan om de wiki pagina voor "allele" op te zoeken. De engelse versie geeft een redelijk beeld van de berekeningen en hoe het allemaal werkt.

[Reactie gewijzigd door supersnathan94 op 29 juli 2024 03:45]

[DwarV]

Je haalt hier wat dingen door elkaar: een chromosoom bestaat niet uit twee kopieën van een gen. Elk chromosoom bestaat uit twee complementaire strengen (Watson en Crick strands). Van elke chromosoom zijn twee kopieën per cel. Op elk chromosoom zit een x aantal genen, die óf op de Watson óf op de Crick strand geëncodeerd staan. Omdat je twee kopieën van elk chromosoom hebt (één van vader en één van moeder), heb je dus twee kopieën van elk gen. Dat wil niet zeggen dat die genen persé verschillend zijn. Dat is afhankelijk van naar welk gen je kijkt. In sommige genen komt bijna geen variatie voor omdat dat niet compatibel is met leven. Andere genen (bijvoorbeeld de genen die eiwitten encoderen die ervoor zorgen dat je kan proeven) kunnen veel meer variatie bevatten.

Wat betreft je dominant-recessief model: dit is alleen waar voor bepaalde traits/ziektes (zoals de door jou aangehaalde bloedgroepen). Voor complexere traits/ziektes (diabetes, je lengte, etc) werkt het wat minder eenvoudig, mogelijk op een additieve manier.

En uiteindelijk wat betreft foutcorrectie: ik doelde op het feit dat je DNA voortdurend aan onderhoud onderhevig is en dat je cel daar een heel apparaat voor heeft. Voor sommige van die processen wordt de tweede kopie gebruikt, voor andere de tweede streng, en voor weer andere geen van beide, afhankelijk van het soort schade.

[supersnathan94]

Je haalt hier wat dingen door elkaar: een chromosoom bestaat niet uit twee kopieën van een gen.

Fair point ik bedoelde een chromosoompaar, heb het gecorrigeerd.

Een van de controle mechanismen is dat je als mens twee kopieën hebt van elk chromosoom (per cel; sommige organismen, bijvoorbeeld planten hebben meer dan dat), en bovendien bestaat elk chromosoom uit twee kopiëen van zichzelf.

Hiermee bedoel je neem ik aan het complementaire deel? Dit kan je absoluut niet zien als een kopie namelijk. Sterker nog het is het negatief van de coding strand. Dit is hetzelfde idee als een filmrol en de afdruk. De template strand is het negatief waarmee meerdere copies gemaakt kunnen worden (enkelstrengs mRNA voor translatie naar eiwit of enkelstrengs DNA wat gecomplementeerd wordt door Polymerase III met een snelheid van ongeveer 1000 b/s). Ja dit helpt zeker in de foutcorrectie, maar andere mechanismen zijn daarin waarschijnlijk nog effectiever.

Dat wil niet zeggen dat die genen persé verschillend zijn. Dat is afhankelijk van naar welk gen je kijkt. In sommige genen komt bijna geen variatie voor omdat dat niet compatibel is met leven.

Zeker niet per definitie nee, maar de meerderheid wel degelijk. Anders zou dit betekenen dat dit gen perfect geconserveerd is door de evolutie heen. Overigens is bijna geen variatie nog steeds wel degelijk variatie. Waarschijnlijk dusdanig dat het niet goed genoeg is om perfecte dataopslag uit te voeren.

[DwarV]

Excuus. Ik bedoelde per cel. Bovendien niet elke cel: een rode bloedcel heeft bijvoorbeeld geen nucleus. Wat betreft Taq polymerase: daar is ook een proofreading variant van (ik geloof dat die T7 heet, maar ik ben al een paar jaar uit het lab).

[TheBlackbird]

Kleine bedenking, en grotendeels off topic: als DNA in de natuur 100% foutloos zou uitgelezen worden dan was leven zoals we het vandaag kennen nooit ontwikkeld geweest. Een 'fout' in biologische termen is immers evolutie. De keerzijde ervan is inderdaad dat je ook dingen krijgt als kanker.

[eedaan]

Vergeet niet dat DNA ook onderhevig is aan mutaties door bijvoorbeeld het breken van de DNA streng, waarna deze verkeerd wordt 'gelijmd', of bijvoorbeeld virussen die hun eigen DNA in dat van jouw cellen injecteren.

Maar inderdaad, als dit alles foutloos gerepareerd zou worden, zou er geen verandering optreden en dus geen evolutie.

Edit: Bij sexuele voortplanting wordt het DNA van de twee ouders 'willekeurig' gemixt, dus dat zou alsnog evolutie opleveren, al zij het enorm beperkt.

[Reactie gewijzigd door eedaan op 29 juli 2024 03:45]

[Ayporos]

'willekeurig' is ook niet meer dan 4 mogelijk combinaties. Als er geen mutaties zouden plaatsvinden dan zou er gewoonweg geen evolutie zijn.

@TheBlackbird kanker is niet zo enorm speciaal als iedereen allemaal graag denkt.
Om de vergelijking met computersoftware te trekken zou je kanker kunnen vergelijken met een oneindige loop. Vervelend als je er een tegen komt, maar vrij snel door een programmeur op te lossen. Oké we hebben er tot op heden (naar mijn kennis) nog geen oplossing voor gevonden maar zodra gerichte genetische manipulatie echt op gang komt (en we dus zeg maar in staat zijn om ons DNA te programmeren) zal kanker vrij snel opgelost worden (het is immers dé 'holy grail' van gentherapie)

[eedaan]

Ter verduidelijking, ik heb het hier over hele stukken DNA, niet over de zogenaamde puntmutaties van 1 nucleotide. Sowieso is het verhaal van 4 mogelijke combinaties wat complexer als het gaat om levende organismen. Dit omdat de aminozuren die gecodeerd zijn in DNA beschreven worden door ieder 3 nucleotiden met ieder 4 mogelijkheden. Daarnaast bestaat een eiwit uit vele duizenden aminozuren en evolutie is dus ook afhankelijk van de plek in het gen waarin de verkeerde kopeling plaatsvindt.

[supersnathan94]

Maar veel voorkomende AA's hebben hebben daarom ook meer dan 1 coderend codon. Zodat een puntmutatie van de meest kansrijke Nucleotide in dat codon, niet uitmaakt.

[Technomania]

En die 'fout' in Biologische termen waar jij over spreekt moet ik dus vergelijken met de 'ruis' waar het artikel over spreekt? Ruis veroorzaakt immers fouten.
Of snap ik het niet helemaal meer?*


* Moeilijke materie voor de Zondag

edit: toevoeging

[Reactie gewijzigd door Technomania op 29 juli 2024 03:45]

[DwarV]

Bijna goed. Een fout in het DNA betekent niet persé evolutie. Als de fout er voor zorgt dat het volgende individu (het kind van de persoon met de fout) bijvoorbeeld nooit ter wereld komt, dan zul je die fout nooit observeren in de populatie, en vindt er dus nooit evolutie plaats. Aan de andere kant, als het kind met de fout een selectief voordeel heeft (bijvoorbeeld omdat het nu onsterfelijk is geworden, haha), dan treedt er wel evolutie op. Uiteindelijk heb je wel fouten in je DNA nodig om evolutie mogelijk te maken, maar dat stelt ze niet gelijk aan elkaar.

Samengevat: evolutie is afhankelijk van selectieve druk. Zo ook bij kanker: de kankercellen hebben het voordeel ten opzichte van de rest van de cellen in je lichaam dat ze zich min of meer ongeremd kunnen delen.

[Reactie gewijzigd door DwarV op 29 juli 2024 03:45]

[Broenink]

Het knappe van dit onderzoek is dat ze het DNA zonder fouten konden uitlezen, een handeling waar zelfs de biologie die onder invloed heeft gestaan van miljoenen jaren evolutie nog niet perfect doet. In de biologie zou dit betekenen het kunnen voorkomen van vele ziektes waaronder kanker.

Volgens het artikel hebben ze "gewoon" gebruik gemaakt van redelijk normale technieken die we gebruiken in de standaard biotechnologie. Als in, ze hebben gebruik gemaakt van eiwitten die we ontleend hebben uit organismen. Het zijn dus "mechaniekjes" die we niet zelf ontworpen hebben. Verder hebben ze de data eerst geamplificeerd (218*10^12 keer) en uitgelezen met "maar" 5 miljoen overlappende reads. Dat zijn getallen die helemaal niet praktisch zijn voor in 1 enkele cel, daarom snap ik de vergelijking niet met dat we hiermee kanker kunnen voorkomen of iets dergelijks. Het is sowieso al een wonder hoe een menselijke cel 2 meter DNA in zijn kern krijgt gepropt, ze kunnen het zich niet permitteren om meerdere kopietjes mee te dragen om zo fouten op te lossen door de sets te vergelijken.

Echte doorbraken zouden zijn als we een polymerase ontwikkelen (polymerase is een eiwit wat DNA kopieert) die geen fouten maakt en een methode ontwikkelen waarbij we foutloos en heel snel DNA kunnen sequencen (jargon voor uitlezen).

Verder is dit een hele leuke toepassing voor technieken die we ontwikkeld hebben om onderzoek te doen naar de werking van DNA en eiwitten in levende systemen. Met, zoals je aangaf, misschien in de toekomst wel praktisch nut.

Edit:

Even op reactie van eedaan. Ik ben niet zo thuis in de opslag van informatie in DNA, mijn achtergrond is meer biologisch. Ik snap nu wat meer wat de doorbraak is: encoding schema waarbij je meer stabiele oligo's hebt.

[Reactie gewijzigd door Broenink op 29 juli 2024 03:45]

[Ayporos]

Natuurlijk is 5 miljoen een kleine sample size.
Als je beseft hoe veel cellen er in het menselijk lichaam zitten en hoe vaak die uitgelezen/vervangen worden dan is dat natuurlijk peanuts.
De kracht van DNA zit niet in robuustheid (alhoewel het dat wel degelijk is!) maar in redundancy en beveiliging. De enige reden dat kanker zo'n probleem is omdat het JUIST die redundancy en beveiliging omzeilt en uitschakelt die ervoor zorgt dat 'incorrecte' DNA strands/cellen sterven en niet gekopieerd worden.

Mutaties vinden vrij vaak voor, maar deze worden (met uitzondering van kanker) vrij goed gedetecteerd.

Voordeel van de techniek gebruiken voor data opslag is dat je d.m.v. redundancy en hashing heel goed achteraf error creep kunt corrigeren bij het uitlezen door gewoon een sample size te hebben die groot genoeg is.

Voor data-opslag doeleinden is DNA dus prima.

[Reactie gewijzigd door Ayporos op 29 juli 2024 03:45]

[Verwijderd]

Ik zie het zelf meer als een stunt, want je kan DNA waarschijnlijk moeilijk snel schrijven en lezen.

Ik zie veel meer potentie in lattices van carbon atoms, zoals grafeen.

Vooralsnog is stabiliteit veel belangrijker want een kristal met informatie erin gecodeerd blijft miljoenen zo niet miljarden jaren leesbaar. Veel informatie gaat tegenwoordig verloren omdat we niet stabiele opslag media gebruiken zoals tapes, harddisks en optische media.

[svennd]

DNA zonder fouten uitlezen ... verklaar ... zover ik weet zijn huidige sequencing technieken nog altijd niet perfect, repeats zijn nog steeds moeilijk degelijk te sequencen, ook leesfouten op de huidige technologie is er zeker nog ...

[P. vd Loo]

Het feit dat het gelukt is wel niet zeggen dat het oneindig maal foutloos gaat natuurlijk.

[0xygen500]

indien je dit verder doorwerkt zodat de data met een mobiele device overgezet kan worden op dna, is het dan mogelijk om dit in spionage praktijken te gebruiken? Bijvoorbeeld doormiddel van een kleine device alle data van een computer op de device zetten en dan injecteren in je dna?

[Jorgen]

Nu wordt dit geprogrammeerde DNA uitgelezen door een computer, maar wat gebeurt er als "de Natuur dit DNA zelf uitleest" en met die code aan de slag gaat? Ontstaan er dan ineens oren, virussen, planten, of 7-tenige muizen? Dit is overigens als zeer serieuze vraag bedoeld.

[supersnathan94]

Het knappe van dit onderzoek is dat ze het DNA zonder fouten konden uitlezen, een handeling waar zelfs de biologie die onder invloed heeft gestaan van miljoenen jaren evolutie nog niet perfect doet. In de biologie zou dit betekenen het kunnen voorkomen van vele ziektes waaronder kanker.

Daar moet ik je toch even corrigeren. Ziekten als kanker kom meestal niet door een afleesfout, maar door bijvoorbeeld celveroudering waardoor het juiste stuk dna er gewoon niet meer is. Iedere keer dat een cel deelt valt een klein stukje telomeer weg. Dit stukje is een vaste lengte dna met een bepaald patroon (bv ATATATATATATATATATATATATATAT). Iedere keer dat er een complete kopie gemaakt wordt vallen daar een paar nucleotiden vanaf. Op een gegeven moment kan je dus niet meer fatsoenlijk kopieeren als dat helemaal weg is en wordt de cel omgelegd. In gevallen dat dit niet helemaal goed gaat en de (geprogrammeerde!) celdood niet meer optreed krijg je dus een cel die lekker oncontroleerbaar door blijft delen inclusief alle gendefecten die ondertussen opgestapeld zijn.

De lengte van de telomeren zijn echter wel zo dat ze een bepaalde mate van corrigeerbare fouten kunnen tolereren. De meeste mutaties zijn namelijk helemaal niet erg en resulteren meestal niet in een gendefect. Als alle telomeer echter op is, dan zijn er al tientallen van dergelijke niet gevaarlijke mutaties geweest.

Wat de onderzoekers nu hebben aangetoond is dat ze iedere kopie perfect af kunnen lezen (wat al een prestaties op zich is), maar er wordt verder niet bij gezegd dat deze delingen ook kompleet error vrij zijn. Als dat zo is dan hebben ze een hele speciale manier van DNA replicatie gevonden die dat keer op keer toestaat. Kanker ga je hiermee niet voorkomen.

Vele varianten van kanker komen juist niet door defecten door lezen, maar door het defect raken van enzymen die bepaalde processen reguleren. Dit komt meestal niet eens door gendefecten, maar door vage substraten. Of juist wel door gen defecten omdat bepaalde stoffen gewoon direct het DNA beschadigen. Niet per se afleesfouten. Dat zijn er maar 1 op de miljard en dan meestal ook nog eens in exonen of non coderende regio's.

[tw_gotcha]

Idd heel gaaf. Ik denk dat fouten in dna repliceren in de evolutie veel zorgt voor veranderende eigenschappen, dus dat er geen streven is naar perfecte kopien. Organismes die dat kunnen sterven snel uit door een veranderende omgeving . Ik zou niet raar opkijken als natuurlijke selectie van niet perfecte replicas de voorkeur hebben.

Verder ontzettend leuk onderzoek. Waar bij de ut? TNW?

[Verwijderd]

Wat betreft opslag is DNA wel behoorlijk efficiënter als het op gebruikte ruimte komt, zo zijn er verschillende onderzoeken die uitwijzen dat de standaard opslag van tegenwoordig makkelijk in 1 gram DNA verwerkt kan worden..

Wat versta je onder 'standaard opslag'?

[Avathar]

dit roept allemaal ethische vragen op.

wordt er ook onderzoek gedaan naar het uitlezen van de zogenaamde "rommel DNA" die elk soort schijnt te hebben?
is een van de doelen van dit onderzoek om DNA van soorten te veranderen?

hoe zorgt men dat DNA niet ontsnapt? want als het op een gegeven moment in een product verwerkt wordt kan je er van uitgaan dat het in de natuur terechtkomt.

dit is in potentie een doos van pandora, die genetische vervuiling kan veroorzaken.

[Mr.Apoptosis]

Zonder je te beledigen: Uit je reactie blijkt dat je weinig verstand hebt van DNA of hoe het werkt.
Nee dit roept geen ethische vragen op. Dit onderzoek wordt gedaan met puur synthetisch DNA als molecuul. In die zin gebruiken ze alleen de structuur van het molecuul DNA omdat dat nou eenmaal een structuur is die informatie op kan slaan. Er komen in dit onderzoek geen organismen aan te pas. Het DNA wordt allemaal chemisch gesynthetiseerd.
Verder hoef je niet te zorgen dat het DNA niet ontsnapt. DNA is overal, het zit in je eten, in planten in dieren, bacterien, virussen etc. etc. Er is (vooral op microscopische schaal) een gigantische 'turn-over' van DNA. telkens als je een stukje fruit eet, eet je letterlijk meters aan DNA (link). In een druppel zeewater zitten letterlijk miljoenen tot miljarden virus deeltjes (ongevaarlijk voor mensen, ze zijn heel specifiek gericht op bijvoorbeeld bacteriën of algen) die allemaal volgepakt zitten met DNA (link).

DNA op zich zelf doet helemaal niks. Zonder de zeer uitgebreide en complexe machinerie in een cel, is het feitelijk niks anders dan een stukje code uit een software programma. Dat is ook niks zonder de hardware die het decodeert.

Juist de eigenschappen van DNA, dat het repliceerbaar is, en het per gram een gigantisch hoge informatie dichtheid heeft maakt het interessant om te onderzoeken hoe we dat kunnen gebruiken. In deze toepassing heeft het echter eigenlijk niks meer met biologie of leven te maken. Het is eerder chemische informatica.

[Reactie gewijzigd door Mr.Apoptosis op 29 juli 2024 03:45]

[kozue]

Alhoewel het in dit stadium misschien om synthetisch dna gaat is het wel degelijk van belang altijd kritisch te blijven kijken naar de ethische kant. Nú zijn ze misschien nog met synthetisch dna bezig, maar wat als ze een manier vinden om data op te slaan in menselijk dna? Vanaf daar is de stap natuurlijk erg klein naar misbruik. Doembeelden over verplichte chips implanteren in het lichaam door big brother overheden worden dan ineens ingehaald door gegevens direct in het lichaam opslaan, zonder chips, aangezien het lichaam dan zelf al een datadrager is.

Vooral als je dit kunt doen zonder dat de persoon het merkt. Dan krijg je binnen no time overal gegevens geinjecteerd van overheden, bedrijven en eigenlijk iedere partij die nu al aan datamining doet. Zeg maar de overtreffende trap van de supercookie in de browser; deze data draag je altijd mee, waar je ook gaat.

Ik weet dat het zo ver nog niet is, maar zomaar onderzoek doen naar iets met potentieel heel ingrijpende gevolgen is erg gevaarlijk. Ik hoop dat het nooit zo ver zal komen. Net zoals ik nooit chips in m'n lichaam zou willen, wil ik ook geen wandelende rfid-chip worden.

Onderzoek doen "because we can" is een gevaarlijke insteek. Ik geloof best dat een universiteit geen kwade bedoelingen heeft, maar niet de hele wereld is zo vriendelijk. Als de techniek er eenmaal is sprint iedereen op de wagen. Kijk maar naar zo'n Google, die zijn ook ooit begonnen als lief klein zoekbedrijfje en uitgegroeid tot datamonster. Maar goed, misschien moeten we blij zijn dat universiteiten hiermee bezig zijn en niet Google of Facebook...

[Mr.Apoptosis]

Ik ben het met je eens dat je moet blijven kijken naar de ethische kant van het verhaal. Echter, het hele big brother verhaal, is eigenlijk nu al min of meer toepasbaar als je het over DNA hebt. DNA is al een drager van informatie, nl. die informatie die jou (biologisch gezien) maakt tot wie je bent. Als jouw DNA in een systeem staat hoef je maar een haar te vinden ergens, en ze weten waar je geweest bent. Daar hoef je niks voor toe te voegen aan iemand. De technieken om DNA 'uit te lezen' om zo te zeggen, zijn nu nog heel duur, en kosten veel tijd, al komt daar nu heel snel verandering in. Toch zou je, denk ik, nooit op afstand DNA uit kunnen lezen zoals ze bijv. in star trek doen.

Verder is het zo dat DNA aan iemand toevoegen heel erg moeilijk is. Stel je voor: je hebt miljoenen miljarden cellen in je lichaam, je wil DNA met specifieke informatie toevoegen aan een persoon. Om dit te doen op een succesvolle manier moet je in elk van die miljarden cellen, aan het DNA wat er al zit, een stukje met specifieke informatie toevoegen. Dit is tegenwoordig nog volkomen onmogelijk. Dat is ook waarom genezing van ziekten, ook al is er maar één mutatie die het veroorzaakt, nog bijna onmogelijk met DNA modificatie technieken. (ze zijn nu bijv. bezig met het aanpassen van virussen, omdat die van zichzelf DNA injecteren in cellen. Echter zijn virussen zeer specifiek. ze infecteren maar een of twee typen cellen, en we hebben er nogal veel. Verder hierboven staat al iets geschreven over CRISPR, ook zo'n techniek, maar nog lang niet volwassen)

Al met al denk ik niet dat het gevaar zoals je hierboven beschrijft zit in het opslaan van informatie in DNA. het 'gevaar' van DNA modificatie zal veel meer komen uit de geneeskunde/microbiologie hoek, dan uit informatica op basis van DNA. dat wordt hoogstens voor zeer specifieke doeleinden een manier om heel veel informatie op te slaan (denk ik )

[ro8in]

Toch heeft hij ergens wel een punt. Vooralsnog kan je deze dna niet in een cel stoppen en laten groeien tot iets. Maar in theorie is het wel mogelijk.

Dat we hier leren informatie die wij begrijpen te programmeren in DNA brengt ons tegelijkertijd ook een stap dichterbij het programmeren van data die "het leven" wel begrijpt. De procedure zou immers hetzelfde zijn, enkel de data niet.

Dit onderzoek brengt ons dus wel degelijk een stap dichter bij met rommelen aan biologisch DNA..

Op een ethische manier discussiëren naar dit onderzoek is dan ook niet geheel onterecht.

[Reactie gewijzigd door ro8in op 29 juli 2024 03:45]

[Verwijderd]

Ben blij te lezen dat het niet om biologisch dna gaat.... zag al beelden voor me dat je in de dierenwinkel een hamster kan kopen met alle Lord of the rings films in zijn dna

[supersnathan94]

Biologisch dna bestaat niet. Dat is net zo goed chemisch als de synthetische variant.

En je kan vrij eenvoudig de LoTR trilogy in een hamster injecteren zonder dat dat beestje er ooit last van zal krijgen (zolang je het er niet uit wilt halen tenminste ).

[Avathar]

Helaas, slecht antwoord. DNA in cellen is niet statisch. DNA als los molecuul is een persistent molecuul.

En hier de resultaten van een search op "DNA contamination between organisms" waaruit blijkt dat DNA in een cel niet statisch is.
DNA kan worden geincorpereerd in vreemde cellen (verschillende soorten organismen).
Dus dan is het helemaal niet vreemd om je zorgen te maken wat "los" in het "wild" voorkomend DNA gaat doen met cellen.
https://www.google.nl/#sa...ination+between+organisms

[Reactie gewijzigd door Avathar op 29 juli 2024 03:45]

[Mr.Apoptosis]

Je hebt gelijk dat het cellen onderling DNA kunnen uitwisselen.
Dit gebeurt o.a. op grote schaal bij bacteriën, en is bijvoorbeeld de reden dat je voorzichtig of terughoudend moet zijn met het gebruiken van antibiotica als medicijn.
Sommige bacteriën dragen genen bij zich waardoor ze resistent zijn voor (bepaalde typen) antibiotica. Als je vervolgens een antibiotica kuur neemt/krijgt selecteer je als het ware voor bacteriën die deze genen bij zich dragen. Dit 'kweekt' als het ware resistentie tegen het antibioticum dat je neemt, in meer dan alleen de bacterie waar je het antibioticum voor neemt.

Echter dit DNA dat wordt uitgewisseld is vaak circulair DNA, een plasmide. Dit is relatief stabiel omdat het in een cirkel is, en er dus geen uiteinde is. Verder is zo'n plasmide evolutionair zo ontwikkeld dat het niet alleen het resistentie gen is, maar een compleet pakketje DNA dat de bacterie 'out of the box' kan gebruiken om resistent te worden (als voorbeeld, of insuline te produceren zoals op wikipedia staat).

Er moet altijd iets geproduceerd worden uit DNA om het zinnig te maken; eiwitten, enzymen, aanpassingen in een celmembraan, een modificatie in transport van ionen in de cel, etc. etc. Bovendien zijn er allemaal stukken 'code' in het DNA nodig om de machinerie van de cel te begeleiden naar de goede plek op het DNA.
Het DNA waar het om gaat in dit onderzoek mist alle vormen van organisatie die normaal nodig zijn om iets zinnigs te produceren uit DNA. het is alsof je probeert software te schrijven voor een programma door een roman te schrijven. De roman gaat nooit code opleveren dat iets doet in de software. Het zijn wel dezelfde letters, maar is totaal niet uitwisselbaar. Dat is ook waarom ik in een latere reactie stel dat het gevaar veel meer zal komen uit de geneeskunde/microbiologie hoek, omdat ze daar wel bezig zijn met het aanpassen van biologisch compatibel DNA.

Zoals ik eerder ook al zei, niet om je te beledigen, maar het is duidelijk dat je er niet veel van af weet. Ik kan je alleen maar aanraden om het uit te gaan zoeken. De manier waarop cellen werken op moleculaire schaal is mateloos interessant en indrukwekkend. check bijvoorbeeld dit filmpje. Het is replicatie (kopieren van) DNA op ware snelheid door het eiwit DNA-polymerase (+ hulp eiwitten). Dit gebeurt op elk moment in je lichaam in talloze cellen!

[Reactie gewijzigd door Mr.Apoptosis op 27 juli 2024 10:15]

[Avathar]

Ik zag vandaag toevallig dit:

http://phys.org/news/2016...m_campaign=daily-nwletter

Het verhaal is dat kunstmatige DNA "letters" dus niet normaal voorkomende in een cel zijn geplaatst en dat de bacterie opeens last had van phototoxiciteit. Uninted consquences huh. pandora's box.
en dan zijn er nou een stel slimmerikken die het wel weten. jaja.

kijk er is niks mis met nieuwe technologie. maar wel als je de ballen verstand hebt van die technologie.... zoals nu het geval is.

[Mr.Apoptosis]

Ik snap je punt; Je bedoelt dat we te weinig verstand hebben van wat er kan gebeuren als je aan DNA gaat lopen prutsen, en dat we het daarom maar beter niet kunnen doen? Ik ben het hier niet mee eens, maar ik snap je terughoudendheid.

Verder: het onderzoek dat je hier aanhaalt is weer anders dan de volgorde van DNA aanpassen/ontwerpen om bepaalde functies te bereiken.

DNA bestaat uit een backbone van om en om fosfaat-groepen en suiker-groepen waaraan nucleotiden zijn gebonden.
Voorbeeld stukje DNA:
=-=-=-=-=-=-=-=-=
T A C T G G A T G
A T G A C C T A C
=-=-=-=-=-=-=-=-=
Nucleotiden zijn kleine organische moleculen. er zijn er 5: Adenine, Cytosine, Guanine, Thymine en Uracil. (ATCGU) in RNA zit Uracil op de plek van Thymine. het is de volgorde van de nucleotiden dat bepaald waar het DNA voor codeert.
In het onderzoek dat je aanhaalt sleutelen ze niet zozeer aan de volgorde van de nucleotiden, maar aan de moleculaire structuur van de nucleotiden zelf. Wat er in dit geval dan gebeurt blijkbaar, is dat deze 'nieuwe' nucleotiden andere golflengtes van licht absorberen dan de traditionele nucleotiden. Dit resulteert vervolgens bij blootstelling aan licht in beschadiging aan het DNA (phototoxiciteit).
Het is dus niet zozeer pandora's box. Dit zijn gevolgen die, hoewel niet verwacht, heel logisch te verklaren zijn. De enige manier om achter dit soort dingen te komen is proberen. Natuurlijk moet je daarbij voorzichtig zijn. Maar nogmaals, het gevaar komt uit een andere hoek, en los DNA is werkelijk overal. Nogmaals, eet maar eens een appel. Heerlijk al dat DNA, meters en meters.

Als je hier meer van zou willen raad ik je aan om de basis te begrijpen. structuur van DNA op moleculaire schaal, hoe van DNA eiwitten worden geproduceerd, primers, promotors, RNA etc etc. Het internet ligt voor je open, en je kunt pas echt een mening vormen als je weet waar je het over hebt!

[Reactie gewijzigd door Mr.Apoptosis op 29 juli 2024 03:45]

[Avathar]

Nee jij snapt het niet.

"Ik snap je punt; Je bedoelt dat we te weinig verstand hebben van wat er kan gebeuren als je aan DNA gaat lopen prutsen, en dat we het daarom maar beter niet kunnen doen?"
Nou zit je dingen in te vullen. Ik ben van mening dat je eerst moet zorgen dat je een gedegen kennis hebt. En dan pas gaan rotzooien met het spul. Die gedegen kennis missen we nu.


Je argument over toevallige onvoorziene maar geheel voorspelbare gevolgen is precies mijn punt. Er is beschikbare kennis. Toch wordt die niet toegepast. En daaruit vloeien de gevolgen voort.
Dus is extra voorzichtigheid geboden.

[Mr.Apoptosis]

Ok, maar hoe kunnen we meer kennis op doen zonder te experimenteren?
Ik ben zelf bioloog, en doe experimenteel onderzoek aan algen (ecologie, dus geen DNA modificatie ). Mijn ervaring is dat je bijna de helft van alle kennis die je op doet onverwacht is. Je doet een experiment, daarbij verwacht je een bepaald resultaat. Vervolgens gebeuren er allerlei onverwachte dingen, juist deze onverwachte resultaten geven vaak inzicht in hoe en waarom dingen gebeuren.

Verder, je zegt eerst:

Die gedegen kennis missen we nu.

En daarna:

Er is beschikbare kennis. Toch wordt die niet toegepast.

Dit klopt dus niet. De kennis die we nu hebben wordt toegepast om nieuwe kennis te vergaren. Dit gebeurt experimenteel, met vaak onverwachte resultaten. Je kunt simpelweg niet hetzelfde leren over DNA zonder dat je DNA modificeert.
Net zoals bij een auto motor. Je kunt 'm uit elkaar halen, en alles bekijken, inventariseren, etc etc. Maar als je er niet aan gaat sleutelen en 'm aan zet, kom je er nooit precies achter hoe het werkt, wat het vermogen is, hoeveel die verbruikt etc etc. Dat geeft vele malen meer inzicht dan er alleen naar kijken!

Nogmaals ga er eerst meer over leren voor je een mening vormt!

[Avathar]

HO HO.
je verdraait hier mijn woorden he. ik hoop dat je dat snapt.
de CONTEXT was: er is beschikbare kennis over allerlei scheikundige processen. men WIST dat licht het molucuul zou aantasten of in ieder geval had men MOETEN weten dat licht het kunstmatige DNA zou aantasten.

toch waren ze zo stom om er geen rekening mee te houden.
ergo: er is beschikbare kennis, maar die wordt niet toegepast.

over de andere quote: precies zo werkt de wetenschappelijke methode. stelling experiment observatie nieuwe stelling experiment etc tot men tot een wetmatigheid of werkend model komt....
en dan zijn er nou een stel clowns die DNA tot een product willen maken. zonder dat wetenschappelijke proces te zijn doorgelopen.

ik kan me nog herinneren dat ik in mijn jeugd een verhaal las over de veiligheid van kerncentrales.... daarin (volgens mij was het de kijk) schreven ze "door alle veiligheidsmaatregelen en procedures" zou er eens in de 25.000 jaar een ongeluk voorkomen met een kerncentrale...
er zijn er in mijn leven al 2 opgeblazen. en nog veel meer ernstige ongelukken gebeurd.
dat is mijn point.

[eedaan]

Een artikel dat laat zien dat DNA instabiel is onder invloed van licht als je er niet-natuurlijke stoffen in verwerkt is een behoorlijk slecht argument om te laten zien dat 'vrij' synthetisch DNA gevaarlijk is. Het is ook niet voor niets dat het zo lang geduurd heeft voordat we DNA specifiek en bedoeld op de juiste plek in een genoom konden inbrengen - het is ontzettend lastig en niet iets dat 'spontaan' gebeurt.

[RJG-223]

dit roept allemaal ethische vragen op.

Ethische problemen hiervan vallen heel erg mee, om niet te zeggen dat ze geheel afwezig zijn.

Menselijk DNA is een heel andere taal geschreven dan het DNA waar het hier over gaat. De letters zijn wel hetzelfde, maar ze betekenen iets volkomen anders. Een beetje vergelijkbaar met grieks: als jij griekse letters kunt lezen, dan betekent dat nog niet dat je de taal ook begrijpt, of kunt spreken. In dit geval zijn de letters hetzelfde, maar de taal is compleet verschillend. Een groter verschil dan tussen nederlands en chinees.

wordt er ook onderzoek gedaan naar het uitlezen van de zogenaamde "rommel DNA" die elk soort schijnt te hebben?

Rommel-DNA kun je dus niet begrijpen als gevolg van dit onderzoek. Want het is geschreven in een volkomen andere 'taal'.

is een van de doelen van dit onderzoek om DNA van soorten te veranderen?

Dat is geen doel, zelfs geen bij-effect, van dit onderzoek. Het doel is informatie op te slaan. Zelfs al zou je op deze manier DNA kunnen veranderen, dan zou dat nog 'in vitro' zijn. Je moet dat veranderde DNA dan nog in de cel krijgen, en op zo'n manier dat de cel het ook gaat gebruiken. Dat kan niet (zover ik weet). Wat wel kan, is DNA 'in vivo' (in de cel) veranderen. Dat kon al.

hoe zorgt men dat DNA niet ontsnapt? want als het op een gegeven moment in een product verwerkt wordt kan je er van uitgaan dat het in de natuur terechtkomt.

Zelf al zou het 'ontsnappen', dan is de taal zo volkomen anders, dat een levende cel er niets mee kan. De kans dat zulk DNA, als het een levende cel terecht komt, enig effect heeft, is misschien even groot als dat een kind van 2 dat op een toetsenbord rammelt per ongeluk een werk van shakespeare intypt. Exact. En foutloos.

dit is in potentie een doos van pandora, die genetische vervuiling kan veroorzaken.

Er is voldoende onderzoek op deze wereld waar er duidelijke risico's zijn op genetische vervuiling, of erger. Dit is er nu net niet één van.

Dit is wél zo'n gevaarlijke techiek:
How CRISPR lets us edit our DNA
Gene editing can now change an entire species — forever

[supersnathan94]

CRISPR is echter ook enorm waardevol. Het probleem met dergelijke technieken is dat het zowel voor goede als voor minder goede dingen gebruikt kan worden.

[Avathar]

het vervelende ding wordt wel als een woord in het grieks ook in het nederlands wat betekent.... dus ja.
#fflogischnadenken.

[eedaan]

Dit heeft helemaal niets met DNA in levende organismen te maken, maar met het chemisch synthetiseren van DNA om data in op te slaan. In principe zou je dit met iedere polymeer kunnen doen, maar DNA is makkelijk omdat er zo veel enzymen en methoden bestaan om het te manipuleren, repliceren en synthetiseren.

Verder, om je vragen te beantwoorden:

'Rommel DNA' is al een achterhaalde term. Ja, er is veel DNA dat niet codeert voor eiwitten, maar het werkt wel om andere eiwitten te binden en structuren in het DNA aan te brengen die dit proces faciliteren.

'Ontsnapt' DNA is enorm instabiel. In een lab wordt het onder enorm lage temparturen en hoge steriliteit bewaard. Zodra je het over je bureau giet of op je huid krijgt wordt het afgebroken. Verder is er voor het werken met levend (gemanipuleerd materiaal) een enorm werkprotocol (ML-I, ML-II) dat voor ieder lab geldt: https://www.utwente.nl/hr...korte_handleiding_ggo.PDF

Je laatste opmerking raakt werkelijk kant noch wal.

[Avathar]

probleem is echter dat als het wordt gebruikt voor een product. dat informatie opslaat. het onvermijdelijk is dat het in het millieu terecht komt.

en het is dus ook onvermijdelijk dat dat synthetische DNA in de voedselketen terecht komt. met niet te voorspellen gevolgen. dat is de definitie van een doos van pandora.

kwestie van logisch nadenken. of dat nou na 10 of na 20 jaar gebeurd. het is zo.

als laatste wanneer het een product wordt kan je niet een cryogene installatie er bij leveren. aangezien er met het DNA gewerkt moet worden. data wordt vernieuwd gewist en aangepast.

dus ja je hebt volkomen en totaal ongelijk. ook in je opmerking dat DNA instabiel is... waarom denk je dat men het wil gebruiken om informatie in op te slaan.

dus sorry dat ik het zeg maar de interne tegenspraak in je verhaal is hemeltergend.

[eedaan]

Ik weet niet of je ooit met DNA hebt gewerkt, maar het intact houden van DNA - zelfs onder laboratoriumomstandigheden - is behoorlijk lastig en moet erg stiriel gebeuren. Kijk bijvoorbeeld naar het CRISPR-CAS9 systeem wat nu veel in het nieuws is. Het is een bacterieel afweermechanisme dat DNA knipt. Restrictie-enzymen die voorheen gebruikt werden, worden ook door bacterien aangemaakt om DNA te knippen, microben scheiden daarbij ook nog DNAses uit, die aspecifiek DNA afbreken. De stabiliteit van DNA buiten een cel en in de natuur is zonder verdere biologische bescherming echt miniem, laat staan dat het dusdanig intact blijft dat er nog werkende eiwitten van afgeleid kunnen worden.

Verder is dit geen eiwit-coderend DNA, dus je opmerking over de voedselketen snijdt ook geen hout. Het DNA hier beschreven heeft geen enkele biologische activiteit en is dus in principe totaal onschadelijk.

[Avathar]

sorry maar je hebt geen benul.
en meer woorden maak ik ook niet aan je non argumenten vuil.

Ga eerst maar even nadenken over wat je nou precies wil zeggen en in hoeverre wat je nu verteld overeenkomt met de realiteit.

want ik kan nu al een paar voorbeelden geven die direct tegenspreken wat jij verteld.
wat je zegt is aantoonbaar niet waar

[eedaan]

Ik zelf werk in research in bioprocestechnologie, ik ben benieuwd op welke kennis jij je argumenten baseert. Je antwoordt alleen met Ad Hominem en ononderbouwd roepen dat zaken niet waar zijn. Ik zie graag een bron die volgens jou zegt dat vrij, niet coderend DNA schadelijk is voor levende organismen.

[Reactie gewijzigd door eedaan op 29 juli 2024 03:45]

[DwarV]

Als jij een appel eet, dan wordt je genpool ook niet vervuild met het DNA van de appel. Je lichaam zit vol met enzymen die DNA kunnen afbreken, en afweermechanismen om te zorgen dat je DNA niet zomaar aangepast wordt. Je hebt iets als een retrovirus (bijvoorbeeld herpes of HIV) nodig om je DNA aan te passen (in de mens; bij bacteriën gaat dit anders). Menselijke cellen hebben de machinerie niet om DNA te integreren uit de omgeving (sommige bacteriën wel, wat bijvoorbeeld antibioticaresistentie kan veroorzaken).

[Avathar]

mwah, ik heb even wat bronnen opgezocht voor je:

https://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_engineering

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19449810
(However, epigenetic perturbations can be found in most if not all cancer cells, and the mechanisms leading to these changes are not well understood.)

http://vlab.amrita.edu/?s...=3&brch=77&sim=1107&cnt=1
DNA can be exchanged among bacteria by three methods: transformation, transduction and conjugation. Transformation is one of the most popular techniques of molecular genetics because it is often the best way to reintroduce experimentally altered DNA into cells. This technique was first discovered in bacteria, but other ways have been designed to transform many types of animal and plant cell as well.

dus ja

[DwarV]

Dus nee. Het ligt veel genuanceerder dan een wikipedia artikel en een willekeurig pubmed artikel. Ja je kunt het genoom van cellen aanpassen in het lab, en sommige bacteriën nemen in de natuur DNA op uit de omgeving, maar dit is niet aan de orde bij mensen.

Je eerste voorbeeld over kanker gaat over epigenetische veranderingen, dus niet over veranderingen in de DNA sequentie zelf. Epigenetische veranderingen in kanker worden niet veroorzaakt door DNA dat je uit de omgeving opneemt, maar door eiwitten binnen de cel zelf (bijvoorbeeld DNA methyltransferase in dit voorbeeld). Die veranderingen kunnen het gevolg zijn van mutaties in het genoom, maar die worden niet veroorzaakt door DNA moleculen uit de omgeving buiten de cel.

Je tweede voorbeeld gaat over het aanpassen van bacteriële genomen middels laboratorium technieken. Zoals ik zei, sommige bacteriën hebben mechanismen om DNA op te nemen uit de omgeving, om eigenschappen van andere bacteriën over te nemen. Menselijke cellen hebben die machinerie niet. We kunnen wel gebruik maken van bacteriële en virale machinerie in het lab (CRISPR/Cas9 bijvoorbeeld is van origine een soort van bacteriëel immuunproces, en EBV is gebruikt om B-cellen oneindig te kunnen laten delen) om menselijke cellen aan te passen in een petrischaaltje in het lab (in vitro). Er zijn tegenwoordig al wel trials om zulke systemen in vivo te gebruiken, maar dit gaat om hele specifieke sequenties, voor specifieke cellen.

Hoe dan ook: je kan vreemd DNA prima aanraken, opeten of in je ogen smeren zonder dat er iets gebeurt. Hooguit prikt het een beetje in je ogen (het is tenslotte een zuur). Je hebt extra technieken nodig voordat dat DNA zich nestelt in je genoom. Je genoom zou een chaos worden als het ongeremd DNA van buitenaf zou integreren.

[Reactie gewijzigd door DwarV op 29 juli 2024 03:45]

[Avathar]

het ging meer om de keywords "the mechanisms leading to these changes are not well understood"

in ieder geval: het centrale punt in mijn verhaal is dat kennis van genetica en de veranderingen daarvan nog in de kinderschoenen staat.
en dat de kennis die er over eigenschappen van stoffen die er is, soms genegeerd wordt.
dus: veel onbekendheid, en een gebrek aan gebruik van aanwezige kennis. lijkt mij HET recept voor een serie van dramatische gebeurtenissen.

als bacterien wel mechanismen hebben om random vreemd dna over te nemen zal dat vreemde dna in de voedselketen terecht kunnen komen. lijkt me geen goed plan.

en daar komt bij dat er aanwijzingen zijn dat dna wel degelijk kan worden overgenomen, en menselijk dna niet statisch is op allerlei wijzen onder invloed van het millieu.

begrijp me goed. ik ben niet tegen onderzoek en gebruik van kennis over dna. op een gegeven moment zal het een zeer nuttig werktuig zijn voor ons. maar nu nog niet. en dus is voorzichtigheid geboden juist vanwege de vele onbekende factoren en menselijk falen (iets waar meer mensen op zouden moeten rekenen inplaats van het weg te zetten alsof het niet gebeurd)

[DwarV]

De zin "the mechanisms leading to these changes are not well understood" wordt in zowat alle publicaties gebruikt als een vorm van nederigheid. Het klopt dat we nog niet alles weten (het is tenslotte een wetenschap), maar van sommige dingen hebben we wel een redelijk goed idee (zoals dat menselijke cellen niet "competent" zijn).

Ik deel echter wel je punt dat voorzichtigheid is geboden als het gaat om genetische modificatie, maar dat is meer vanuit het oogpunt van het in stand houden van de biodiversiteit (een ecosysteem kan in elkaar klappen als alle soorten op elkaar lijken en tegelijk een ziekte oplopen), en niet zozeer het vervuilen van de genenpool.

[Avathar]

nou gelukkig zijn we het dan op dat punt wel eens. mooi.

[My Tec Master]

Eindelijk mijn wachtwoorden altijd bij me, veilig opgeslagen in je eigen DNA

[RRV]

Ben ik de enige die hier aan "gevaarlijk"/"nuttige" toepassingen denkt?

Simpel voorbeeld, de duif. Het zou via deze weg toch mogelijk moeten zijn om dergelijke DNA via een nagel, een pluim, oid, te vervoeren? Dus om via deze weg zeer moeilijk te traceren bestanden uit te wisselen ipv dit via het internet te hoeven doen?

[sliekens]

...maar waarom?

[HyperVize]

1 gram DNA kan ongeveer 1.000.000.000 Terabyte opslaan. De data die in/op het DNA geschreven wordt is zo'n 1000 jaar houdbaar. Als dit eenmaal goed uitgewerkt is bespaart dit enorm veel energie kosten en bijvoorbeeld ook fysieke opslag ruimte.

[Reactie gewijzigd door HyperVize op 29 juli 2024 03:45]

[eedaan]

1000 jaar is wel enorm optimistisch. DNA is zowel binnen als buiten een cel onderhevig aan mutaties en degradatie. Buiten de cel is er het risico van eitwitten en micro-organismen die DNA afbreken. Zelfs binnen de cel wordt met het repliceren van DNA nog al eens een fout gemaakt - dit is ook een fundamentele krachten achter kanker. Om nog niet te spreken over zaken als UV straling, temperatuursinvloeden en zuurstof.

Het klopt inderdaad dat onder enkele conserverende omstandigheden nog DNA met succes gesequenced kan worden, maar de enorme bak geld en moeite die dit kost maakt het als opslagmedium (nu nog) ongeschikt.

[Reactie gewijzigd door eedaan op 29 juli 2024 03:45]

[HyperVize]

Ik heb mezelf niet duidelijk verwoord, je hebt gelijk dat we nog niet in staat zijn om dergelijk materiaal ruim 1000 jaar te bewaren. Wat ik probeerde te verwoorden is dat de data die in/op het DNA geschreven wordt zo'n 1000 jaar houdbaar is.
Ik heb mijn reactie aangepast.

[Reactie gewijzigd door HyperVize op 29 juli 2024 03:45]

[Jean luc Picard]

Is kijken hoelang 2 ons biefstuk
( 200.000.000.000 TB) naast je fan of video kaart consistent blijft zonder dat je dna "hdd" begint te stinken.

[Mavamaarten]

Omdat het kan!

[TPar]

DNA kan honderdduizenden jaren bewaard blijven in de ruwste omstandigheden (denk aan bvb DNA van mammoeten dat nog steeds leesbaar is) en kan enorm veel gegevens bevatten per gram. Enig nadeel van DNA is het hele trage uitlezen, maar voor archivering is het dus een droom.

[Sando]

En dan blijkt de nieuwe Star Trek Ressurection geëncodeerd in DNA geheel toevallig ook een eng virus te zijn...

OTOH, misschien muteert het DNA en krijgen we een gratis vervolg zonder productiekosten.

Goed of slecht. Ik ben er nog niet uit.

[Reactie gewijzigd door Sando op 29 juli 2024 03:45]

[Cilph]

Beetje zoals de broncode van DeCSS wat een priemgetal is, en gezien DeCSS illegaal is, dus een illegaal priemgetal?

[Reactie gewijzigd door Cilph op 29 juli 2024 03:45]

[guanche]

Er zijn meerdere nummers door de geschiedenis illegaal (geweest). Als je dit interessant vindt kan ik je deze video van numberphile aanraden: https://www.youtube.com/watch?v=wo19Y4tw0l8
/offtopic

[Verwijderd]

Nah, lijkt me totaal niet handig wat ze doen.
Straks draaien we allemaal op windows

[lonewolf2nd]

En wordt je zelf helemaal blauw, door een blue screen of death

[TheCapK]

Nee hoor, als het dan fout gaat dan is alleen het laatste woord van BSOD nog maar van toepassing...

[DigitalExorcist]

Of erger, je wordt een Android!

[SadisticPanda]

Mijn vriendin is al IOs. Duur, aankomen mag haast niet en doet niet wat ik wil. Volledig closed sourced.

Ik twijfel zelfs of er nog een Aansluiting in zit om mijn jack in te pluggen

[DigitalExorcist]

iOS is gratis, alleen de verpakking is duur ;-)

[Verwijderd]

Hoe zal een bsod'je dan uitpakken?
Of ff updates installeren wanneer je net naar bed wilt gaan

[ard1998]

Straks krijgen we nog reclamecampagnes met de boodschap "vergeet niet om dagelijks uw DNA te backup en". En dan word het ziekenhuis een plek om de backup terug te zetten in het geval van ziekte. Of is dit biologisch gezien onmogelijk?

[pizzafried]

wie weet. Maar zo leren we wel steeds meer over het DNA en kunnen we in de toekomst misschien defecten repareren. Probleem is dat daar nog geen goede wetten over zijn (vandaar de discussie over het syndroom van down, waarbij het nog gaat over herkennen en aborteren)

[Birdymaniac]

dat doen ze al met crispr techniek

[Banath]

Next: virus dat digitaal de mens herprogrammeerd via dna.

[poor Leno]

Ik snap hier niet heel veel van, maar het klinkt echt heel eng in ieder geval..

Op deze manier komt natuurlijk het digitaliseren van de mens weer een stapje dichterbij..

Drama/Alu-hoedje modus: Kunnen we hier niet gewoon mee stoppen? Uiteindelijk zal dit de 'ondergang van de mens as we know it' worden

[InputUsername]

Wat heeft dit te maken met digitalisatie van de mens? Het enige wat dit onderzoek inhoudt is het opslaan van data met een alternatief opslagmedium. In plaats van bijvoorbeeld in flashgeheugen wordt data opgeslagen in DNA, wat toevallig dan ook het genetisch materiaal van mensen kan bevatten. Niet al te veel zorgen om maken, lijkt me

[poor Leno]

Omdat zodra menselijk DNA digitaal kan 'lezen en schrijven' het waarschijnlijk vervolgens ook de andere kant op werkt, zodat het compleet geprogrammeerd en gestuurd kan worden..

Maar goed, nogmaals, helaas snap ik er niet genoeg van..

[DigitalExorcist]

Er bestaat ook nog zoiets als vrije wil. Schapen worden al een tijdje gekloond, toch blaten ze beiden op een verschillend moment.

[ro8in]

Waarom zou het opslaan van data in dna de ondergang worden?

Ik denk dat eerder nucleare wapens of onze excesieve gebruik van grondstoffen onze ondergang zal zijn.

[anandus]

De digitalisering van (99% van) het menselijk DNA is in 2003 afgerond:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Menselijkgenoomproject

[blorf]

Natuurlijke selectie? Je eigen genen verontreinigen met computer-toestanden lijkt me niet handig als je jezelf ook nog betrouwbaar wil voortplanten.

[JivZ]

Dit heeft niets, maar dan ook niets met je eigen DNA te maken.
Een grassprietje heeft ook DNA. Toch kun je het gewoon vast pakken, of manipuleren, zonder dat jouw DNA in gevaar komt.

[Mick1990]

Precies. Zo bevatten granen, fruit, vlees, eieren, zuivel, noten, planten, groentes ook DNA.

[blorf]

Het ligt er volgens mij vooral aan of dat grassprietje nog leeft, c.q. het DNA nog in functie is, en daarnaast aan wat je ermee gedaan hebt.

Maar buiten dat: geloof jij dat dit enkel nieuws is omdat er alternatieve methode voor data-opslag ontwikkeld is? Ik niet. Het feit dat DNA de basis is voor 'leven' en zelf mechanismen bevat om informatie op te slaan en te verwerken maakt dit nieuws.

[DigitalExorcist]

Iets minder films kijken, dat helpt ook ;-)

[Robus]

Kijk eens naar het achtuurjournaal. De mens as we know it, is al bezig zijn eigen graf te graven. Een beetje ratio in het DNA kan wellicht juist helpen.