Bakterier kan bära våra data Forskare har lagrat meddelanden i arvsmassan i flera år. Idag jobbar man med att hitta metoder som fungerar praktiskt. Möjliga tillämpningar är datalagring och signering av labbtillverkade organismer. Information lagrad i DNA ger lagringstider på hundratals, kanske tusentals år. Och säkerhetskopieringen ordnar bakterierna på egen hand när de förökar sig. Ett av problemen är att den lagrade informationen förvrängs. Dels i den tekniska processen vid skrivning och läsning. Och dels i mutationer och andra evolutionära genförändringar som datalasten är extra utsatt för eftersom det ligger i organismens intresse att den – ur dess perspektiv – meningslösa lasten klipps bort. De japanska forskarnas metod att att leta efter upprepningar i DNA-kod kallas på engelska sequence alignment. Det finns många algoritmer för att göra detta och de utvecklades ursprungligen för att analysera naturligt DNA.

De japanska forskarna sprider ut flera kopior av data på olika ställen i arvsmassan. Det betyder att man inte behöver hålla reda på var i arvsmassan man skjuter in informationen – den kan hittas ändå genom att man letar efter upprepningarna.

Det betyder också att man inte behöver offra utrymme på felrättande koder, paritetskontroller eller på markörer som visar var informationen ligger.

Enligt simuleringar ska metoden kunna ge data en beständighet på hundratals eller tusentals år.

För att testa tekniken har forskarna skjutit in texten “E=mc^2 1905!“ i jordbakterien Bacillus subtilis.

Texten kodas som tangentnedtryckningar representerade av åtta bitar per tangent. Forskarna lagrar sedan helt enkelt två bitar per DNA-byggsten (nukleotid), vilket är det minimala, eftersom det finns fyra nukleotider.

Som ytterligare ett skydd mot genförändringar, lagras bitsekvensen i fyra olika nukleotidsekvenser, med en bits förskjutning.

Läsningen sker genom att man kartlägger bakteriens hela DNA.

Någonstans i DNA-kartan ligger den lagrade informationen. För att skilja den från bakteriens egen DNA låter man en dator söka efter upprepade sekvenser – data stoppades ju in i flera kopior. Om man lagrar fler än fem byte är chansen mindre än en på tiotusen att de ska förväxlas med jordbakteriens egen DNA.

Att DNA-kartlägga en bakterie med 2 miljoner nukleotider tar idag ett dygn (Bacillus subtilis har 4,2 miljoner nukleotider). Men forskarna tror att ny teknik snart kommer att dra upp läshastigheten till en miljon nukleotider per sekund.

I tidigare försök med annan teknik har man lyckats lagra 3,5 Mbyte – brutto – i Bacillus subtilis, vid sidan av dess egen DNA på 4,4 Mbyte.

Skrivningen är flaskhalsen - den är en dyr och omständlig laboratorieprocess, särskilt för stora mängder data.

Här finns en sammanfattning av forskarnas artikel, inklusive en länk där du kan ladda hem hela texten som pdf eller html.