Jaunų mokslininkų grupė Lietuvai įteikė išskirtinę dovaną – DNR molekulėje užkoduotą Tautišką giesmę.

Ateities kartoms – Lietuvos himnas iš mėgintuvėlio

Ateities kartoms – Lietuvos himnas iš mėgintuvėlio

Jaunieji mokslininkai Raminta Antanynienė, Povilas Sakalauskas ir Gustė Juškaitė Lietuvą Valstybės dienos proga pasveikino ypatingai.

Genetikos bei molekulinės biologijos tyrėjai, pasitelkę ateities technologijas, DNR molekulėje užkodavo visų lietuvių giedamą Vinco Kudirkos „Tautišką giesmę“.

Technologija, nepavaldi laikui

Lietuvos startuolio „Genomika“ ambicingų tyrėjų komanda, dirbanti su inovatyviais projektais biotechnologijų srityje, Valstybės dienos proga Lietuvai įteikė ypatingą ir labai prasmingą dovaną – į DNR molekulę jie įrašė Lietuvos himną. Tautiškos giesmės DNR molekulė, įdėta į kapsulę, dabar eksponuojama Valstybės pažinimo centre. Tai yra pirmasis pasaulyje valstybinis himnas, įrašytas į laikui nepavaldžią laikmeną – DNR.

Jaunieji mokslininkai džiaugiasi, jog šiandien turi galimybę Lietuvoje daryti tai, kas yra itin reikšminga pasaulio biotechnologijų ir skaitmeninių technologijų raidai.

Pradžią davė serialas

Jauniesiems genetikos bei molekulinės biologijos tyrėjams idėja sudėti Tautišką giesmę į DNR molekulę gimė prieš metus, kai sužinojo, kad Silicio slėnio kompanija „Twist Bioscience“ vieną JAV internetinės televizijos serialo „Biohackers“ seriją įrašė į DNR molekulę.

„Pagalvojome, kodėl nepabandžius kažko panašaus ir nepasižiūrėjus į mokslą kitomis akimis? Esame įpratę prie laboratorijų, įvairiausių procedūrų – bet šiuo atveju mokslas pasirodo visai kitu kampu“, – sako R. Antanynienė.

Jos teigimu, perskaičius naujieną apie serialo serijos įrašymą į DNR, lietuviams tyrėjams pasidarė įdomu ir smalsu, kaip į DNR molekulę galima įrašyti skaitmeninę informaciją. Susiradę partnerius, jie konsultavosi ir galų gale su jų pagalba į DNR užkodavo Tautišką giesmę.

Tyrėjai dar metus rinks žmonių sveikinimus ir linkėjimus valstybei, o 2022 metų liepos 6-ąją – Valstybės dieną, žada visus surinktus žodžius sujungti į dar vieną duomenis saugančią DNR grandinę.

Tyrėjai dar metus rinks žmonių sveikinimus ir linkėjimus valstybei, o 2022 metų liepos 6-ąją – Valstybės dieną, žada visus surinktus žodžius sujungti į dar vieną duomenis saugančią DNR grandinę.

Atkūrė mėgintuvėlio informaciją

Pasitelkdami pažangią genų sintezės technologiją, jaunieji mokslininkai užkodavo skaitmeninę informaciją į pačią seniausią ir ilgaamžiškiausią talpyklą – genetinę medžiagą DNR.

DNR molekulė – tai terpė, kurioje gamta saugo informaciją apie bet kurio gyvojo organizmo išvaizdą ir veikimą. DNR kodą sudaro keturių pagrindinių elementų grandinė: adenino (A), guanino(G), citozino (C) bei timino (T). Tačiau tos pačios molekulės geba saugoti ne tik informaciją apie gyvybę, bet ir skaitmeninius duomenis.

„Mes galime panaudoti tam tikrus algoritmus ir nulių bei vienetų seką paversti genetiniu kodu. Genetinis kodas yra keturių raidžių seka – A, T, C ir G. Turėdami konkrečią genetinio kodo seką galime susintetinti tokią molekulę. Joje ir bus užkoduota norima informacija, šiuo atveju – Tautiška giesmė“, – aiškina P. Sakalauskas.

Susintetinta DNR yra išdžiovinama šaltuoju būdu, kitaip tariant, paverčiama milteliais ir perkeliama į specialią kapsulę. Norint nuskaityti jos informaciją, reikia atlikti tam tikrą procedūrą.

Povilas Sakalauskas beveik neabejoja, kad dar po dešimties metų DNR duomenų laikmena bus kasdieniška technologija, be kurios neįsivaizduosime nuolat augančių informacijos kiekių išsaugojimo.

Renka linkėjimus Lietuvai

Į DNR įrašyto Lietuvos himno apimtis skaitmeniniu MP3 formatu siekia 661 kilobaitą (kB). Himnas, išsaugotas DNR molekulėje, yra sudarytas iš 39 tūkst. 422 oligonukleotidų, kurių ilgis yra 161 bazių pora.

Duomenų dėjimo technologija yra grįsta skaitmeninės informacijos – kompiuterinio binarinio kodo pavertimu į genetinį kodą. Sukūrus specifinės DNR sekos modelį, kuriame yra užkoduota tikslinė seka, pradedama DNR grandinės sintezė. Informacija, įrašyta į DNR, gali būti saugoma tūkstančius metų, o prireikus informaciją perskaityti, atkoduota, naudojant DNR nuskaitymo technologijas.

Jaunieji tyrėjai dar metus rinks žmonių sveikinimus ir linkėjimus valstybei, o 2022 metų liepos 6-ąją – Valstybės dieną, žada visus surinktus žodžius sujungti į dar vieną duomenis saugančią DNR grandinę.

„Himno DNR“ interneto svetainėje bet kuris lankytojas gali įrašyti savo linkėjimą Lietuvai. Svetainė iškart parodys, kaip šis linkėjimas yra paverčiamas dvejetainiu pavidalu ir kokia būtų jo struktūra, atvaizduota DNR kodu.

Molekulinės biologijos metodai, panaudoti įrašant Lietuvos himną į DNR, mokslo pasaulyje taikomi jau gana ilgą laiką ir pačiais įvairiausiais tikslais.

Ateityje nebestebins

Jaunieji tyrėjaineabejoja, kad skaitmeninės informacijos įrašymas į DNR ateityje bus nepakeičiamas. Šiuo metu tai yra perspektyviausias būdas milžinišką kiekį duomenų įrašyti minimaliomis energijos sąnaudomis į itin kompaktiškas laikmenas. Tačiau šiandien perkelti duomenis į DNR ir juos nuskaityti nėra paprasta – tam kol kas reikalinga specifinė, brangi įranga.

Molekulinės biologijos metodai, panaudoti įrašant Lietuvos himną į DNR, mokslo pasaulyje taikomi jau gana ilgą laiką ir pačiais įvairiausiais tikslais. Jie yra dažnai pasitelkiami atliekant tyrimus mokslinėse ir diagnostinėse laboratorijose, o pats žinomiausias pastarųjų metų sintetinės biologijos pritaikymo pavyzdys yra vakcinų nuo COVID-19 sintezė.

DNR saugomos informacijos nuskaitymas – DNR sekoskaita – yra taikoma itin plačiai. Šiuolaikiškos technologijos suteikia galimybę viso žmogaus genomo sekoskaitą atlikti per 1–2 paras ir tai kainuoja apie 1000–1500 eurų. Palyginimui – pirmo žmogaus genomo sekoskaita užtruko visus trylika metų ir kainavo apie milijardą JAV dolerių. Toks drastiškas kainos sumažėjimas ir sekoskaitos metodų tikslumas leidžia juos naudoti kasdieninėje užkrečiamųjų ir genetinių ligų diagnostikoje.

Pavyzdžiui, itin kompaktiška ir efektyvi sekoskaitos įranga naudojama SARS-CoV-2 virusų sekoskaitai ir naujoms mutacijoms identifikuoti. Taip pat ši technologija gali būti naudojama prognozuojant riziką, kad vaisius sirgs kokiomis nors paveldimomis ligomis ar jam pasireikš genetinės mutacijos, atliekant onkologinius, epigenetinius tyrimus.

Tai, kas dar prieš dešimtmetį atrodė tik kaip mokslinėms laboratorijoms prieinama fantastika, šiandien yra kasdieninės technologijos.

„Žinant, kaip intensyviai vykdomi šios srities moksliniai tyrimai ir koks didžiulis yra inovacijų poreikis, nereikėtų stebėtis, jei dar po dešimties metų DNR duomenų laikmena bus tokia pat kasdieniška technologija, be kurios neįsivaizduosime nuolat augančių informacijos kiekių išsaugojimo“, – teigia P. Sakalauskas.

Jūsų komentaras

Sponsored Video

Daugiau leidinio naujienų