سایت NBIC: محققان برای اولین بار، با استفاده از سه مونومر به‌جای چهار پایگاه نیتروژنی DNA، موفق به ضبط یک کد باینری در یک پلیمر مصنوعی شدند که امکان توسعه بارکد مولکولی را فراهم می‌کند.
ذخیره اطلاعات در یک پلیمر مصنوعی با الهام از DNA
به گزارش سایت فناوری های همگرا (NBIC)، محققان برای اولین بار موفق به ضبط یک کد باینری در یک پلیمر مصنوعی شدند. یک گروه از مؤسسه چارلز سادرون استراسبورگ (CNRS)، با الهام از ظرفیت DNA در حفظ مقدار زیادی از اطلاعات ژنتیکی، یک پیام چند بیتی را بر روی یک پلیمر مصنوعی ایجاد کرده و خواندند.
DNA انسان با ۳٫۴ میلیارد جفت پایه، می‌تواند مقدار زیادی از اطلاعات را در یک فضای کوچک گردآوری کند. محققان در تحقیقات قبل، قادر به استفاده از توالی این ساختارهای مولکولی برای تولید یک کد باینری بوده‌اند. بااین‌حال، محدودیت‌های DNA، دانشمندان را ملزم به ساخت نوعی پلیمر مصنوعی کرد که ارزان‌تر، نرم‌تر، قابل‌انعطاف‌تر و قادر به ذخیره اطلاعات باینری باشد.
در این مطالعه، محققان به‌جای استفاده از چهار پایگاه نیتروژنی DNA، از سه مونومر استفاده کردند. دو مورد از این مونومرها اعداد ۰ و ۱ کد باینری را نشان می‌دهند و می‌توانند در طول ترکیب به هم تبدیل شوند. مونومر نیتروکسید سوم هم به‌منظور تسهیل نوشتن و خواندن دنباله رمزی، بین بیت‌ها قرار داده می‌شود.
پیام‌های باینری کوتاه به‌صورت دستی شکل می‌گیرند؛ به‌این‌ترتیب که مونومرها یکی‌یکی در یک زنجیره در حال رشد قرار می‌گیرند. این عملیات حدود یک روز طول می‌کشد، اما اگر فرایند خودکار باشد، سریع‌تر انجام می‌گیرد. رمزگشایی توسط عملیات توالی انجام می‌شود؛ همان شیوه‌ای که برای چندین دهه در رمزگشایی DNA استفاده شده‌است. درنتیجه طیف‌سنجی جرمی برای کشف اطلاعات کمتر از پنج دقیقه طول می‌کشد.
عملیات توالی مرتباً پلیمر را از بین می‌برد و ممکن است با قرار گرفتن در معرض لیزر یا دمای بالای ۶۰ درجه سانتی‌گراد، در هر زمان و بدون خواندن، کدها را پاک کند. محققان نشان دادند که در دمای اتاق، پلیمر را می‌توان برای چند ماه و بسته به ثبات مولکولی، حتی تا چند سال نگهداری کرد.
این گروه امیدوار است که در عرض ۳ تا ۵ سال آینده، بتواند پیام‌هایی از چند کیلوبایت تا چند مگابایت ذخیره کند. این روش که توسط مؤسسه چارلز سادرون استراسبورگ به ثبت رسیده‌است، همچنین امکان توسعه بارکد مولکولی را در کوتاه‌مدت فراهم می‌کند. توالی می‌تواند در نوعی از برچسب‌زنی استفاده شود که جعل آن بسیار مشکل خواهد بود و برای فراورده‌هایی با ارزش‌افزوده بالا، مانند محصولات و داروهای لوکس ایده‌آل است. استفاده از مونومر و کدهای مخفی که تنها مختص آزمایشگاه و شریک صنعتی است، تولید داروهای تقلبی را بسیار دشوار می‌کند.
نتایج این پژوهش، در مجله Nature Communications منتشر شده‌است.
