Биологи и программисты из Гарварда превратили ЖНК живой бактерии в устройство хранения информации, записали на неё несколько кадров фильма, а потом считали и воспроизвели запись; искажений оказалось совсем мало.
В Гарварде записали гифку в геном живых бактерий

ДНК — это природный носитель информации: последовательность нуклеотидов в цепочке задаёт порядок чередования аминокислот в белках, из которых сделано всё живое. Но на языке нуклеотидов можно записывать не только структуру белка, но и любую другую информацию — от текстов до картинок и аудиозаписей.

На искусственно созданную цепочку нуклеотидов в прошлом году специалисты Microsoft записали кучу книг и видеоклип группы Ok Go. Их гарвардские коллеги в прошлом году поставили рекорд по количеству информации, записанному в ДНК живой клетки (в зависимости от методики подсчёта — от 30 до 300 байт). А в этом году та же группа биологов из Гарварда обновила собственный рекорд и записали на живую «флешку» видео: «диском», как и в прошлый раз, послужила ДНК живой бактерии Escherichia coli, изменённая методом точечного редактирования генома CRISPR.

Для записи в живую клетку выбрали гифку с бегущей лошадью из снятого в конце XIX века короткого фильма Эдварда Мейбриджа «Движение человека и животных». С помощью комбинаций нуклеотидов учёные последовательно присвоили каждому пикселю каждого кадра номер и задали цвет (чёрный, белый или оттенки серого). Спустя несколько поколений бактерий учёные секвенировали ДНК потомков первых генномодифицированных: оказалось, что около 90% записи без повреждений пережило несколько циклов деления.

SETH SHIPMAN Слева — оригинальная гифка, справа — извлечённая из ДНК потомков тех бактерий, в геном которых видео было записано.

Почему вообще учёные записывают кино в живые организмы? В первую очередь потому, что могут: раньше этого никто не делал, и было интересно доказать, что такая операция вообще осуществима. Хранение информации в популяциях живых клеток — метод не самый надёжный; при копировании цепочки ДНК неизбежны ошибки, вирусы встраивают в ДНК бактерий фрагменты собственного генома, поэтому рассчитывать на долгую сохранность записанной в геном живой клетки информации не приходится. Зато можно снабдить клетки «бортовыми самописцами», которые зафиксируют всё, что происходит с клеткой, пока она растёт и (у многоклеточных) дифференцируется. Данные таких «самописцев» помогут учёным воспроизвести процессы, сопровождающие клеточный рост, и научиться выращивать культуры стволовых и дифференцированных клеток для медицины и для науки.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.