DNA di u mondu

Noè, un zitellu di sei anni di u Canada, hà una malatia chì ùn hà micca nome. I medichi fighjanu à a parte ridutta di u cervellu, chjamata cerebellum, nantu à una MRI. Sospettanu chì trà i milioni di parolle scritte in e lettere di u codice geneticu di Noè, ci hè un typo. Allora mandanu l'ADN di u zitellu in u mondu via Internet, sperendu di truvà u stessu sbagliu in un altru.

Un difettu pò esse identificatu se u stessu errore si trova in qualchì locu cù l'arnesi di rete. Per quessa, i sviluppatori di Toronto anu cuminciatu à pruvà un sistema per u scambiu d'infurmazione genetica trà istituzioni sanitarie à principiu di 2016. A rete include attualmente ospedali da u Canada, i Stati Uniti è u Regnu Unitu. U scopu di u sistema MatchMaker Exchange hè di automatizà è globalizà e prucedure di paragone di DNA. L'obiettivu di l'informatici chì travaglianu nantu à u prugettu hè di avvicinà i metudi di sequenza di geni più vicinu à e tecnulugia di telecomunicazione muderne. Ci hè digià circa 200 XNUMX di elli in u mondu. persone chì i so genomi sò stati sequenziati. Prestu u so numeru pò ghjunghje à milioni.

Canadian MatchMaker co-creatore David Haussler, un scientist bioinformatica in UC Santa Cruz, co-fundatu l'Alleanza Globale Genomica è Salute, GA2013GH, in 4 cù un gruppu d'altri, chì spessu paragunate à l'Organizazione di Standards Internet. W3C. Parechje figure cunnisciute è cumpagnie intere, cum'è Google, hà sappiutu unisce à a nova urganizazione, a sumente di "World DNA". GA4GH hè impegnatu à migliurà i protokolli, u sviluppu di interfacce di prugrammazione (API) è furmati di schedari per u trasferimentu di dati genetichi nantu à a reta.

Unu di l'argumenti in favore di creà un Internet cusì "geneticu" hè u voluminu di dati chì cresce rapidamente in i laboratorii. I centri più grande è più efficaci sequenzianu i genomi umani à un ritmu di dui genomi per l'ora (pigliò tredeci anni per sequencià u primu umanu). Hè stimatu chì 85 petabytes di dati seranu pruduciutu in u mondu sanu questu annu. In 2019, duverebbe esse duie volte. È tuttu questu - salvu chì una reta glubale è a capacità di ricerca hè creata - serà in basa di dati isolati, difficiuli di ghjunghje. In tali cundizioni, hè impussibile, per esempiu, di pruvà tutte e mutazioni simili chì portanu à un tipu particulari di cancru, in paragunà cù e droghe è i terapii utilizati. È esse capace di paragunà in una basa di dati glubale seria un grande strumentu per i clinichi. Allora Haussler hà criatu un mutore di ricerca geneticu chjamatu Beacon chì hà cercatu vinti basa di dati di DNA publicu è implementatu i protokolli GA4GH. U cercadoru pò dumandà dumande nantu à e pusizioni di "lettere" geneticu nantu à i cromusomi individuali di genomi in a basa di dati. Malgradu a ricunniscenza di l'impurtanza di l'accessu generale à l'ADN sequenziatu per u prugressu di a medicina, ci hè una resistenza considerableu in a sucità, è ancu trà i medichi è i circadori, à u scambiu di tali dati. L'idea di mette i genomi umani in Internet pare cuntruversu per parechji. Per prevene e violazioni di privacy, GA4GH offre un mudellu Internet peer-to-peer.

Dati in catene eterne

Da una banda, avemu striving to create un Internet cù dati di DNA - da l'altra banda, DNA principia à prisentà una alternativa interessante à l'arregistramentu di dati in computer. Qualchi mesi fà, un gruppu di scientisti svizzeri di l'Istitutu di Tecnulugia di Zurich hà prisentatu una tecnica per codificà e dati in catene di DNA in tale manera chì puderianu esse almacenati senza danni è errori finu à dui mila anni ! Nisuna altra tecnulugia di registrazione di dati umani cunnisciuta pò currisponde à sta durabilità. Di sicuru, una persona attente dumandà subitu cumu era pussibule di pruvà a longevità di millennii in una presentazione. Risulta chì i svizzeri anu sviluppatu una simulazione di un periodu cusì longu incapsulendu i filamenti di DNA datu in sfere di silicone è scaldendu à una temperatura di circa 72 ° C. Sicondu i scientisti, una settimana di sughjornu à sta temperatura hè uguali à 2. anni à 10 ° C. Dopu solu una tale simulazione, ùn ci hè statu nutatu errori di registrazione. I circadori mettenu in risaltu ancu altri vantaghji di l'elica di DNA cum'è un mediu di almacenamentu cumparatu cù i discu duru o nastri magnetichi. Per esempiu, un discu di un libru di cinque terabyte pò almacenà questa quantità di dati in cundizioni ottimali per un massimu di cinquant'anni. L'entrata in u codice DNA ùn serà micca binariu, ma serà basatu annantu à l'usu di quattru lettere nucleotide A, C, T è G. Parlendu di i rializazioni di u Swiss, New Scientist hà datu u calculu seguente: un grammu di DNA molecular. catene pò encode 455 exabytes di infurmazione, è sicondu i calculi di a cumpagnia EMC Computer in 2011, a quantità tutale di dati cullati in a Terra era 1,8 zettabytes. Un zettabyte hè uguali à 1 mila. Exabytes, cusì circa 2011 grammi di DNA hè necessariu per registrà e dati per u 4. Di sicuru, dapoi u 2011, u voluminu di l'infurmazioni glubale hà aumentatu un pocu, è forsi trè grammi deve esse aghjuntu.

informatica genetica

thrives Hè vale a pena ricurdà ancu chì ci hè digià una lingua di prugrammazione per DNA. Hè statu sviluppatu in l'ultimi anni da un gruppu di scientisti di l'Università di Washington in i Stati Uniti. Hè presumitu ch'ellu cuntrola u funziunamentu di l'"urdinatore chimicu", cum'è i sistemi utilizati per a sintesi di DNA sò chjamati. L'idea hè micca solu di cuntrullà e reazzioni chimichi cum'è l'automatizazione, i robots, etc., ma ancu di cuntrullà a dosa di droghe. A creazione di l'algoritmi di l'informatica chì facenu pussibule, per esempiu, adattà e molécule di DNA artificiali à l'ambienti di i tessuti viventi in u quali anu da funziunà, hè un compitu seriu. U mondu biologicu hè assai più cumplessu è irregulare cà u mondu di a machina. Tuttavia, difficiule ùn significa micca impussibile. "A nostra idea hè di creà una lingua universale chì pò esse aduprata per parechje attività diverse", spiegò Georg Zelig da a squadra di linguaggi di prugrammazione DNA. A tecnulugia serà eventualmente aduprata, frà altre cose, per prugrammà molécule d'auto-assemblea in e cellule o per creà biosensori chì monitoranu u statu di u corpu à u livellu cellulare. L'algoritmu utilizatu in a sequenza di l'ADN pò ancu aiutà à prutege contr'à u junk chì inunda l'Internet, vale à dì u puzzicheghju. U prugramma, chjamatu Chung Kwei (da u talismanu feng shui cinese chì prutegge a casa da i spiriti maligni), hè quasi 97 per centu efficace. Hè stata basatu annantu à l'algoritmu Tiresias prima (Tiresias hè u miticu grecu soothsayer) chì hè statu sviluppatu da bioinformaticians à l'IBM Thomas J. Watson Research Center in New York chì travaglia nantu à a sequenza di DNA. Stu prugramma hà cercatu sequenze ripetute in i registri di u codice geneticu, chì generalmente furnisce infurmazioni impurtanti. Invece di un genoma, i scientisti anu analizatu 65 dati cù un algoritmu. l'esempii più cumuni di spam. Ogni email hè statu trattatu cum'è una catena di DNA. Pudemu truvà 6 milioni di sequenze ripetute (più di un email) di lettere è numeri. Allora hè stata analizata una quantità significativa di currispundenza ordinaria (qualchì volta chjamata ham - "ham" in uppusizione à spam - "breakfast"). E sequenze chì anu ripetutu in messagi di ham è spam sò stati eliminati. In seguitu, a currispundenza entrante hè stata analizata. U più altu hè u numeru di "sequenze di spam" tipiche per kilobyte di email, u più sicuru hè spam. Solu unu di i 65 e-mail normali hè statu firmatu per errore, è a tarifa di ricunniscenza di u puzzicheghju hà righjuntu 96,56%.