מהפכה בטכנולוגית מידע בהשראת הדנ”א

כימאים מאוניברסיטת רידינג (Reading, בריטניה) הכינו צורה מלאכותית של דנ”א שתוכל לעורר מהפכה בדרך שבה אנו מעבדים ומאחסנים מידע ספרתי.

בדיוק כפי שמידע בספר מורכב מרצפים ישרים של אותיות, כך המידע הנחוץ לכל היצורים החיים לשם תפקודם ורבייתם גלום ברצף ישר של יחידות כימיות. יחידות אלה מרכיבות את הדנ”א והרנ”א, שבהם מאוחסנת כמות עצומה של מידע (הגנום) בתוך בנפח קטן ביותר, מידע המכווין את כל התהליכים המולקולאריים של החיים.

מאמר חדש, המופיע בכתב-העת המדעי Nature Chemistry, מדגים לראשונה אי-פעם כי רבים מהמאפיינים של עיבוד מידע ביולוגי ניתנים לשכפול לתוך שרשראות פולימריות סינתטיות.
צוות המחקר, בראשותו של Howard Colquhoun, פרופסור לכימיית חומרים במחלקה לכימיה, תכנן וסנתז רצפים קצרים של פולימרים האוגרים בתוכם מידע. בטווח הארוך, חוקרים מאמינים כי הדבר יוכל לעורר מהפכה עתידית בתחום של מידע ספרתי (דיגיטאלי). מערכות של פולימרים מלאכותיים תוכלנה להוביל לקבלת דחיסות מידע שתהיה גבוהה פי כמה מיליונים מזו המצויה במערכות קיימות.

מרכיב חיוני להצלחת המחקר היה ההכנה של פרודות דמויות פינצטה שמסוגלות לבחור מקטע מידע מסוים לאורך שרשרת הפולימר ולהיקשר אליו. שתי הזרועות של הפינצטה “חשות” את הרצפים השונים עימם הן מגיבות ואז מתהדקות לאותם האזורים בעלי ההתאמה המבנית הגדולה ביותר לאורך השרשרת.

מספר פרודות דמויות פינצטה שכאלו יכולות לחבור אחת ליד השנייה על-פני שרשרת הפולימר, דבר המאפשר להן “לקרוא” ו”לתרגם” את המידע האצור ברצפים ארוכי הטווח והנרחבים שבפולימר.

הממצא המעניין הוא שסוגים שונים של פרודות מתחילים בקריאה בנקודות שונות על-גביי השרשרת. בררנות זו משמעה כי ניתן לפענח סוגים שונים של מידע מאותו הרצף, דבר שמגביר את כמות המידע הזמינה.

החוקר הראשי מציין: “סוג התהליך הזה מקביל לתהליך עיבוד המידע הגנטי. בעתיד, אנו מתכננים לפתח שיטות “לכתיבת” מידע חדש בתוך שרשראות הפולימר כאשר היעד ארוך הטווח שלנו הוא פיתוח של טכנולוגיית מידע סינתטית לחלוטין הפועלת ברמה המולקולארית”.

הידיעה על המחקר