A dolgok DNS-e: a jövő tárgyai saját keletkezésükről hordoznak majd információt

Hosszú ideje keressük a legjobb analógiát arra, hogy miképp lehet a legjobban elmagyarázni az érdeklődő laikusoknak, mit is kódol a DNS. Bár ma talán a legelterjedtebb a „DNS olyan, mint a tervrajz” analógia, ahogy pár hete írtam, ez megtévesztő lehet, és érdemesebb a genomunkra részletes receptként, utasításhalmazként gondolni.

Meglepő helyről kapott kézzel fogható támogatást ez az analógia, hiszen egy kis méretű, 3D-nyomtatott műnyúl – ami értelemszerűen nem él, és így sejtjei sincsenek – aligha tűnhet jó alanynak annak a szemléltetésére, hogy miképp kódolódik az információ az élővilágban. A pár hete bemutatott kis prototípus a maga módján mégis tökéletes (természetesen bizonyos megkötések mellett) erre a feladatara, ugyanis a legfontosabb dolgot mégiscsak tartalmazza: van saját DNS-e.

Korábban már írtunk arról, hogy a DNS teljesen kézenfekvő hosszútávú információtároló lehet a jövőben (hiszen tulajdonképpen évmilliárdok óta ezt a feladatot tölti be), és a közelmúltban elszaporodtak azok a munkák, amelyek lehetővé teszik, hogy a digitális információt megfelelő kódolással DNS-sé alakítsuk. 

Most svájci és izraeli kutatók szellemes csavarral toldották meg ezt a gondolatmenetet, és az így létrehozott DNS-adathordozót műanyagba öntötték bele. Így jött létre az a műanyag nyúl is, amit a 3D-s grafikák tesztelésére használt Stanford-nyuszit kódoló STL fájlok segítségével hoztak létre. A nyomtatáshoz használt polimerbe olyan mikroszkopikus üvegszemcséket kevertek, amelyek az STL fájl DNS-re konvertált változatát tartalmazták. 

Az STL fájlból DNS-információt készítenek, amit apró üveggömbökbe ágyazva kevernek a nyomtatáshoz használt műanyagba. Így a nyomtatott tárgyból visszafejthető a nyomtatáshoz szükséges információ.Forrás: Nature Biotechnology

Vagyis a nyuszi kódolja a saját létrehozásához szükséges összes információt. Ezt demonstrálandó a kutatók öt egymást követő körben is apró darabokat törtek le a nyomtatott nyúlból, abból kioldották az üvegszemcsékben tárolt DNS-t, megszekvenálták, visszafejtették az STL fájlt, és (a visszafejtett bináris fájl újra-DNS-ítése és polimerbe keverése után) újranyomtatták a tárgyat. 

Kicsit kiszámítható módon mindezek alapján a szerzők gyorsan megalkotják az „Internet of Things” (IoT) mintájára a „DNA of Things” (DoT) fogalmát. Azaz egyes tárgyakba bele lehetne építeni a saját gyártásuk útmutatóját – szigorúan DNS-alapon persze.

Ha a DoT elterjedését nem látjuk igazán közelinek, valószínűleg nem tévedünk nagyot. Ugyanakkor, mint ahogy a cikk második felében a szerzők maguk is rátérnek erre, lehet ennek a módszernek egy másik felhasználása is, ami bármennyire is Bond-filmekbe illőnek tűnik, valószínűleg nagyon is sok gyakorlati jelentőséggel bírhat egy olyan világban, ahol sokaknak elemi érdeke bizonyos információk elrejtése.

Az üveggyöngyökbe csomagolt DNS-információnak ugyanis nyilván köszönőviszonyban sem kell lennie a tárggyal, amibe beleépül, és a viszonylag egyszerű, 3D nyomtatókkal kompatibilis műanyagok mellett sokkal komplexebb anyagokba is belekerülhetnek ezek a különleges gyöngyök. 

Akár egy videó információját is el lehet rejteni ezzel a módszerrel egy szemüveg lencséjében.Forrás: Nature Biotechnology

A cikk konkrét példájában egy YouTube videó digitális fájljának az átkódolása után az információt tartalmazó gyöngyöket egy olyan plexi jellegű műanyagba (PMMA) keverték, amiből akár szemüveglencsét is készíthetünk. Mivel a lencsék működésén egyáltalán nem változtatott a mikroszkopikus gyöngyök jelenléte, a szemüveg tulajdonosa még csak nem is kell feltétlenül tudatában legyen annak, hogy milyen különleges eszköz van nála. 

Sőt, ahogy arra a cikk egyik szerzője, Yaniv Erlich izraeli-amerikai bioinformatikus és genomkutató felhívta a figyelmet, a gyöngyök teljesen biokompatibilisek, vagyis le is lehet nyelni őket. (Erlich egyébként napjaink genetikájának egyik legizgalmasabb arca, ő áll talán legközelebb ahhoz, hogy igazi DNS-hekkerként tekintsünk rá.) 

Az egész művelet legköltségesebb részének jelenleg a DNS-szintetizálás tűnik, de figyelembe véve, hogy ennek a költségei is folyamatosan csökkennek, ez aligha szabhat sokáig gátat az effajta eljárások elterjedésének (már ha tényleg lesznek ilyenek).

Neked is fontos, hogy hitelesen tájékozódj tudományról, technológiáról, klímaharcról: az emberiség jövőjéről? Nekünk az. Támogasd a munkánkat Te is!

(A fedőkép az ETH Zürich oldaláról származik.)

A szerző genetikus, Qubiten megjelent korábbi cikkei itt olvashatók. 

Korábban a témában: