科学者たちが琥珀様ポリマーでDNAを保存、人類のゲノムとデジタルデータを保護へ

TokyoMITの研究者たちは、新しい種類のプラスチックを開発しました。この素材は、長期間にわたってDNAを常温で安全に保存でき、熱や水から守ります。冷凍保存が不要で、よりエネルギー効率が高く、世界中のどこでも簡単に使用できます。

このポリマーは特別で、室温でDNAを保存でき、熱や水からDNAを保護し、高価な冷凍保存が不要で、デジタルデータを大量に保持することができます。

現在のDNA保存方法は、冷凍温度が必要で、費用がかさみ、どこにでも利用できるわけではありません。しかし、新しいポリマーは、この問題を解決し、常温でDNAを安全に保つことができます。科学者たちはこのポリマーを使用して、ジュラシック・パークのテーマ曲と完全な人間のゲノムを保存しました。

この研究は、MITのジェームズ・バナルとジェレマイア・ジョンソンによって行われました。バナルは、この方法がデジタル情報をDNAに保存する未来の手段になるかもしれないと考えています。この研究結果はアメリカ化学会誌に発表されました。

DNAは情報を保存するのに向いています。それは非常に安定しており、大量のデータを保持することができます。デジタルストレージシステムは0と1のバイナリーコードを使用しています。この情報はDNAの中に、塩基のA、T、G、Cを使ってエンコードすることが可能です。わずかな量のDNAで世界中のデータを保存できるかもしれません。

2021年、バナル氏と彼のチームはシリカ粒子を用いてDNAを保存する技術を開発しましたが、この方法は数日かかり、有害な化学物質が必要でした。この技術を改良するため、バナル氏のチームはジョンソン氏の研究室と協力しました。その結果、Cache DNAという会社が設立されました。

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スチレンとその構成要素を結合させる化学物質を用いた特殊なプラスチックを使用しています。このプラスチックは湿気を防ぎ、DNAを保護します。プラスチックを分解しやすくするために、チオノラクトンを加え、システアミンでこれを溶解させています。

研究者たちは困難に直面しました。なぜなら、DNAは水を好むのに対して、スチレンは水を弾くからです。彼らはDNAをスチレンと混ぜるために、3つの成分を混ぜ合わせて使用しました。DNAはスチレンと接続できる外側の部分を持つ丸いクラスターを形成します。この混合物を加熱すると、内部にDNAクラスターを含む固体になります。

彼らはT-REX（熱硬化性強化乾燥保存）という方法を使用しています。DNAを埋め込むのに数時間かかりますが、改善によりこの時間は短縮できる可能性があります。DNAを取り出すためには、システアミンを加えてポリマーを分解し、その後洗剤を使ってDNAを安全に分離します。

この素材は、小さな断片から全人類のゲノムまで、さまざまなサイズのDNAを保持することができます。その内部に保存されたDNAは、75度セ氏（167度華氏）までの熱に耐えることができます。DNAを取り出したとき、エラーが全くありませんでした。

キャッシュDNAは、バナールとベイトによって設立された会社で、この技術の進歩に取り組んでいます。彼らは、将来的な医療目的のために個人のゲノムを保存することが役立つと考えています。バナールは、今DNAを保存することが技術の進化に伴い有益になると信じています。彼らの研究は、米国国立科学財団から資金提供を受けています。