Neem deel aan onze AI-enquête
Wetenschappelijk nieuws werkte samen met Trusting News om feedback te verzamelen over het potentiële gebruik van AI in de journalistiek. We publiceren momenteel geen inhoud die is geproduceerd door generatieve AI (zie ons beleid). Wij willen uw mening horen over hoe Wetenschappelijk nieuws AI op verantwoorde wijze kunnen gebruiken. Laat het ons weten door een korte enquête van 10 vragen in te vullen.
De opslagdichtheid van DNA is vele ordes van grootte hoger dan die van welk door mensen gemaakt apparaat dan ook. Als elke film die ooit is gemaakt bijvoorbeeld in DNA zou zijn gecodeerd, zou deze in het volume van een suikerklontje passen, met nog ruimte over. Maar DNA is ook ongelooflijk kwetsbaar en moet zorgvuldig worden behandeld en bewaard. Bestaande opslagmethoden vereisen lage temperaturen, gespecialiseerde apparatuur of gevaarlijke chemicaliën zoals fluorwaterstofzuur. Onderzoekers hebben zonder succes geprobeerd DNA bij kamertemperatuur op te slaan in siliciumdioxide en andere materialen.
De nieuwe methode van Banal en collega’s, genaamd Thermoset-REinforced Xeropreservation (T-REX), kapselt DNA in in glasachtige polymeernetwerken bij kamertemperatuur. Met behulp van een combinatie van chemicaliën die de structuur van het polymeer ‘ontgrendelen’, kunnen onderzoekers het DNA extraheren. Het materiaal is vergelijkbaar met polystyreenplastic, dat door het team is gekozen omdat het inherent onbreekbaar is: alles wat in plastic is ingekapseld, kan heel lang meegaan. Maar het team maakte een kleine maar belangrijke toevoeging aan het plastic: een chemische zwakte in de vorm van een molecuul genaamd thionolacton. “Hierdoor kunnen we het polymeer deconstrueren om informatie te herstellen”, zegt Banal.
Om de weerstand van het polymeer te testen, hebben de onderzoekers DNA-strengen ingekapseld die de code bevatten Jurassic Park themamuziek en de gehele menselijke genetische instructies in amberachtig materiaal, vervolgens zeven dagen blootgesteld aan temperaturen van 55°C, 65°C en 75°C bij een luchtvochtigheid van 70%. Het team gebruikte goedaardige reagentia in plaats van fluorwaterstofzuur om het opgeslagen DNA te extraheren en gebruikte vervolgens DNA-leestechnieken om de opgeslagen informatie op te halen, allemaal binnen enkele uren – in plaats van de dagen die nodig waren om dit te doen met op silicium gebaseerd materiaaldioxide.
Eenmaal geëxtraheerd kan het DNA zelfs opnieuw worden ingekapseld met hetzelfde materiaal, in een “circulaire soort chemie die eigenlijk heel mooi is”, zegt Banal.
De T-REX-methode lijkt efficiënter dan bestaande methoden voor het opslaan van DNA bij kamertemperatuur, zegt Dina Zielinski, computationeel bioloog bij Whitelab Genomics, een bedrijf in Parijs dat zich richt op het creëren van digitale hulpmiddelen om de ontwikkeling van geneesmiddelen te versnellen. “Je zou dus kunnen stellen dat de verbeteringen stapsgewijs zijn [compared with silica methods]ze brengen ons echt dichter bij de praktische mogelijkheid om nucleïnezuur honderden, zelfs duizenden jaren bij kamertemperatuur op te slaan, wat een verstrekkende impact heeft.”
Banal en collega’s werken eraan om de methode eenvoudiger te maken, zodat deze op een dag in het veld kan worden gebruikt om genetische gegevens of andere monsters, zoals zaden of eiwitten, op afgelegen locaties te verzamelen en te bewaren – of zelfs kan worden gebruikt om biologische moleculen te transporteren ruimteonderzoek.