Wetenschappers zijn er met DNA in geslaagd om een e-book na te maken. In plaats van bits die een waarde van 0 of 1 aan kunnen nemen werden de vier bouwstenen van DNA gebruikt. Het is een van de eerste praktische nieuwe toepassingen van DNA.
George Church van de Harvard Medical School en zijn collega’s rapporteren in Science dat zij ‘encoded a draft HTML version of Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves’, een boek van Church zelf. ‘In addition to the text, the biological bits included the information for modern formatting, images and Javascript, to show that DNA (like other digital media) can encode executable directives for digital machines’, zo schrijven ze.
De bouwstenen van DNA zijn moleculen die worden afgekort als A, T, C en G. Hierbij worden A en C als 0-waarde gebruikt, terwijl T en G de waarde 1 aangeven. Hierdoor wordt conventionele opslag in bits, die de waardes 0 en 1 kunnen aannemen, gesimuleerd. Het voordeel van het gebruik van DNA is echter dat de benodigde informatie aanzienlijk compacter opgeslagen kan worden.
Om de benodigde encodering van het biologische boek te verkrijgen werd met DNA-synthese-machines 54.898 stukken genetische code gemaakt, waarvan elke keten 159 DNA-bouwstenen lang is. Om de stukken weer uit te lezen is een speciaal apparaat nodig dat code van een DNA-keten kan ontrafelen. Dat is ook meteen het nadeel van de gebruikte opslag- en encoderingsmethode: het is nog niet mogelijk om snel de structuur van een stuk DNA uit te lezen.
Eerder slaagden onderzoekers aan de Stanford University er al in om bits te maken uit DNA, maar dit betreft een andere, complexere methode. Ook werd al eens aangetoond dat het mogelijk is om logische poorten te maken met genetisch materiaal. Het door Harvard geproduceerde e-book op basis van DNA is een van de eerste praktische toepassingen die aantonen wat er met DNA-encodering en -opslag mogelijk is.
‘DNA synthesis and sequencing is still too slow and costly to be practical for most data storage, but DNA’s long-lived nature could make it a suitable medium for archival storage’, zo wordt gesteld.
Erik Winfree, een Caltech-professor die ‘DNA-based computation’ onderzoekt, hoopt dat ‘the study will stimulate a serious discussion about what roles DNA can play in information science and technology. The most remarkable thing about DNA is its information density, which is roughly one bit per cubic nanometer’, zo stlt hij. ‘Technology changes things, and many old ideas for DNA information storage and information processing deserve to be revisited now — especially since DNA synthesis and sequencing technology will continue their remarkable advance’.
