Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Авторы исследования утверждают, что по представленному гелю можно расшифровать закодированное в последовательности ДНК слово. Слева: дорожки М – маркеры молекулярного веса; дорожки 1, 2, 3, 4, 5 – частичный гидролиз эндонуклеазой AluI фрагмента ДНК, предварительно помеченного фосфором 32P на 5’-конце; степень гидролиза возрастает от дорожки 1 к дорожке 5. По словам ученых, на этом геле можно разглядеть 13 полос (вместо 15 ожидаемых) и на основе сравнения их молекурярного веса оценить расстояния между сайтами рестрикции и произвести расшифровку (справа).

Нанокриптография

Ключевые слова:  ДНК, запись информации, криптография, периодика

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

05 марта 2008

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) создана самой природой для хранения информации. Неудивительно, что и ученых привлекает ДНК как носитель информации, например, записанной в двоичном коде. Для такой записи проще всего поставить в соответствие одному нуклеотиду один символ – ноль или единицу. Более того! Закодировав информацию подобным образом, можно спрятать полученную ДНК в смеси других нуклеиновых кислот. Необходимо лишь позаботиться о том, чтобы ваш кодирующий участок был окружен нуклеотидными последовательностями известного состава – и тогда при помощи определенной процедуры (секвенирования) можно «прочитать» интересующую последовательность при помощи соответствующих праймеров. Знание праймеров – это своеобразный «криптографический ключ» к закодированной информации.

Однако существуют и другие способы закодировать информацию в нуклеотидной последовательности (и затем извлечь ее оттуда). Группа исследователей из США считает, что секвенирование (определение нуклеотидной последовательности) ДНК для расшифровки информации – это слишком дорого и слишком неудобно, так как требует специальных реактивов, оборудования, навыков. Они же предлагают использовать для декодирования частичный гидролиз ДНК, который можно легко осуществить при помощи ферментов – эндонуклеаз рестрикции. Эти ферменты вносят разрыв в двуцепочечную молекулу ДНК в определенных местах (сайтах рестрикции).

При таком способе кодирования важен размер получившихся в результате гидролиза фрагментов ДНК, а не их состав. Авторы работы говорят, что это является несомненным преимуществом: можно подбирать нуклеотидные последовательности таким образом, чтобы избежать формирования элементов вторичной структуры, или, например, подобрать желаемое GC-соотношение.

В качестве примера американские исследователи закодировали в ДНК слово «MEMOS». Расстояние между сайтами рестрикции, равное 4 нуклеотида, обозначало единицу; 8 нуклеотидов – ноль. В алфавите авторов было всего восемь букв, каждая кодировалась тремя символами. ДНК клонировали в плазмиду, амплифицировали в бактериальных клетках, выделили и подвергли расшифровке.

Авторов не смущает, что процесс «прочтения» закодированной информации включает работу с радиоактивной меткой, плотность записи составляет всего около 0,11 бит на нуклеотид, да и расшифровать они смогли лишь четыре буквы из пяти: «MEMO». Исследователи считают, что показали не просто «еще один», но более простой, дешевый, быстрый и нетребовательный способ записи двоичного кода при помощи молекулы ДНК. Вот такие молодцы.

Работа «Length-Based Encoding of Binary Data in DNA» опубликована в Langmuir.




Источник: ACS Publications



Комментарии


Фигасе, простой способ.
---- ДНК клонировали в плазмиду, амплифицировали в бактериальных клетках, выделили и подвергли расшифровке. ----

Это сперва надо сделать праймеры соответствующего типа, смайсрячить вектор, отделить нужную колонию бактерий, отсеквенировать её для проверки, потом провести лизис, выделить ДНК, проПЦР-ить её, потом обработать рестриктазами и прогнать электрофорез.
И при этом иметь ошибки при считывании информации и потенциальные мутации впридачу. .

Аффтары жжуть

---- способ записи двоичного кода при помощи молекулы ДНК ---

Кстати, код то вроде как троичный..
Код вроде как двоичный: из нулей и единиц.

А принципиальной разницы в трудности (или легкости) рестриктного анализа по сравнению с секвенированием я как-то не заметила.
Я малость запутался. Я имел в виду, что для отображения одного смыслового символа требуется три бита.

Но проще этот процесс всё равно не становится.
Кстати, плотность записи при считывании способом секвенирования намного выше.
MVD MVD MVD, 31 августа 2008 12:05 
Люди ?добрые? вы что шутите
А если при таких экспериментах в этих бактериях будет не МЕМО а MUST DIE и эти бактерии сбегут из ваших лабораторий??? Будем к касперскому обращаться.
PS: А Бактерию то жалко

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Скол кристалла поваренной соли
Скол кристалла поваренной соли

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.