Исследователи из Вашингтонского университета и Microsoft придумали гениальную альтернативу обычным системам маркировки с использованием ДНК. Новый метод молекулярной маркировки “Дикобраз”, как говорят, легче и меньше, чем используемые методы.
“Мы разработали первую портативную сквозную систему молекулярной маркировки, которая позволяет быстро кодировать и декодировать по требованию в масштабе, и которая более доступна, чем существующие методы молекулярной маркировки", - говорит Кэтрин Дорощак, первый автор и докторант UW в университете Пола Дж. Школа компьютерных наук и инженерии Аллена.
Как Это Работает?
Вся система основана на системе маркировки на основе ДНК. Точнее, на специфических синтетических нитях ДНК, называемых “Мол-битами или молекулярными битами”. Они объединяются с “высокоотделимыми” сигналами нано-пор. Например, в их исследовании любой 1 из этих мол-битов включен в уникальную последовательность штрих-кодов. И они создали набор из 96 таких последовательностей штрих-кодов.
Эти нити мол-бита объединяются с более длинной цепью ДНК, которая имеет известную длину последовательности. В системе дикобраза единицы и нули в обычной цифровой системе штрих-кодов представлены наличием и отсутствием этих нитей мол-бита.
Объясняя далее: “Мы хотели доказать эту концепцию, добившись при этом высокой точности, следовательно, начальных 96 штрих-кодов, но мы намеренно разработали нашу систему, чтобы она была модульной и расширяемой. С этими начальными штрих-кодами Porcupine может производить примерно 4,2 миллиарда уникальных меток, используя базовое лабораторное оборудование, без ущерба для надежности при считывании”, - говорит соавтор Карин Штраус из Microsoft Research и партнерский профессор школы Аллена.
Чтение Тегов
После регидратации метка проходит через "нано-пористое устройство", где портативное устройство затем "считывает" ее за считанные секунды. В своем исследовании исследователи смогли внедрить код “M-I-S-L” и успешно прочитать его через нано-пористое устройство за несколько секунд.
Это Что-То Новое?
“Молекулярная маркировка-не новая идея, но существующие методы все еще сложны и требуют доступа в лабораторию, что исключает многие сценарии реального мира”, - говорит Дорощак.
ДНК-метка Профи
- Относительно более дешевый удобный дизайн
Предопределенные наборы ДНК с длинными прядями делают систему намного дешевле, и она позволяет пользователю легко создавать новые теги, расчесывая их различными нитями molbit.
- Не требует доступа в специализированные лаборатории
Портативное нано-пористое устройство считывает его за считанные секунды.
- Меньше и легче
Эти мол-биты имеют размер всего в несколько сотен нанометров, что позволяет разместить их на площади в один квадратный миллиметр, а также на более чем миллиарде копий. Таким образом, размер объекта или его прочность здесь не являются проблемой. И он действительно поставляется с дополнительным уровнем безопасности для этих ценных предметов, так как метка молекулярного уровня не будет видна невооруженным глазом!
- Считывает в течение нескольких секунд
Процесс обезвоживания метки на первых этапах защищает ее от будущих загрязнений ДНК из окружающей среды, одновременно сокращая время считывания в дальнейшем.
Добавляя к своему длинному списку преимуществ по сравнению с обычными методами, “В отличие от существующих методов инвентаризации, метки ДНК не могут быть обнаружены с помощью зрения или прикосновения. Практически говоря, это означает, что с ними трудно совладать. Это делает их идеальными для отслеживания ценных предметов и отделения законных товаров от подделок. Такая система, как Porcupine, также может использоваться для отслеживания важных документов. Например, вы можете представить, что молекулярные метки используются для отслеживания бюллетеней избирателей и предотвращения фальсификации на будущих выборах”, - говорит Джефф Нивала, старший автор исследования.
Будущее
По словам Луиса Сезе, соавтора исследования, “Дикобраз является еще одним захватывающим примером гибридной молекулярно-электронной системы, сочетающей молекулярную инженерию, новые технологии зондирования и машинное обучение для создания новых приложений.” Команда твердо верит, что их новое открытие происходит в реальном мире!
Технологии, основанные на ДНК, такие как клонирование, дактилоскопия ДНК, генная терапия, системы хранения ДНК и маркировка ДНК, прошли долгий путь с тех пор, как они были впервые обнаружены десятилетия назад. И с той скоростью, с которой появляются эти достижения, ну, кто знает, как люди, мы также можем оказаться в системе молекулярных меток, где все о нас, физически умственно внешне или внутренне, может быть прочитано в один миг! Только время покажет!