Wetenschappers bewaren DNA in amber-achtig polymeer: nieuwe methode voor efficiënte opslag bij kamertemperatuur

AmsterdamOnderzoekers van MIT hebben een nieuw soort plastic ontwikkeld voor langdurige opslag van DNA. Dit materiaal kan DNA veilig bewaren bij kamertemperatuur en beschermt het tegen hitte en water. Het hoeft niet ingevroren te worden, wat het energiezuiniger en gebruiksvriendelijker maakt overal ter wereld.

Dit polymeer is bijzonder omdat het DNA op kamertemperatuur kan opslaan, DNA beschermt tegen hitte- en waterschade, geen dure bevriezing nodig heeft, en veel digitale gegevens kan bevatten.

Huidige methoden voor DNA-opslag vereisen vrieskoude temperaturen, wat duur en niet overal beschikbaar is. De nieuwe polymeer lost dit probleem op door DNA veilig te houden bij kamertemperatuur. Wetenschappers hebben deze polymeer gebruikt om de themamuziek van Jurassic Park en een compleet menselijk genoom op te slaan.

Het onderzoek werd uitgevoerd door James Banal en Jeremiah Johnson van MIT. Banal gelooft dat deze methode de toekomst kan zijn voor het opslaan van digitale informatie op DNA. De bevindingen werden gepubliceerd in de Journal of the American Chemical Society.

DNA is zeer geschikt voor het opslaan van informatie. Het is erg stabiel en kan grote hoeveelheden data bevatten. Digitale opslagsystemen maken gebruik van binaire code, die bestaat uit 0'en en 1'en. Deze informatie kan in DNA worden gecodeerd met behulp van de nucleotiden A, T, G, en C. Een kleine hoeveelheid DNA zou alle data van de wereld kunnen opslaan.

In 2021 gebruikten Banal en zijn team silicadeeltjes om DNA op te slaan, wat resulteerde in de oprichting van het bedrijf Cache DNA. Hun methode nam echter dagen in beslag en vereiste gevaarlijke chemicaliën om het DNA te extraheren. Om een betere oplossing te vinden, werkte het team van Banal samen met het laboratorium van Johnson.

Lees ook:

Vandaag · 03:13

Uitdagingen bij start biomaterialenbedrijf: onverwachte hindernissen

Ze gebruikten een speciaal type plastic gemaakt van styreen en een chemische stof die de onderdelen ervan verbindt. Dit plastic houdt vocht buiten en beschermt het DNA. Om het plastic gemakkelijk afbreekbaar te maken, voegden ze thionolactonen toe, die opgelost kunnen worden door cysteamine.

De onderzoekers ondervonden moeilijkheden omdat DNA van water houdt en styreen water afstoot. Ze gebruikten een mix van drie ingrediënten om te helpen DNA met styreen te mengen. Het DNA vormt ronde clusters met een buitenste deel dat zich kan verbinden met styreen. Wanneer het mengsel wordt verwarmd, wordt het een solide stuk met DNA-clusters erin.

Ze gebruiken een methode genaamd T-REX (Thermoset-Reinforced Xeropreservation). Het duurt een paar uur om het DNA in te kapselen, maar deze tijd kan verkort worden met verbeteringen. Om het DNA terug te krijgen, voegen ze cysteamine toe om het polymeer af te breken en gebruiken daarna een detergent om het DNA veilig te scheiden.

Dit materiaal kan DNA van verschillende groottes opslaan, variërend van kleine fragmenten tot complete menselijke genomen. Het opgeslagen DNA kan temperaturen tot 75 graden Celsius (167 graden Fahrenheit) weerstaan. Toen het DNA eruit werd gehaald, was het foutloos.

Cache DNA, een bedrijf opgericht door Banal en Bathe, werkt aan de vooruitgang van deze technologie. Zij denken dat het nuttig kan zijn voor het opslaan van persoonlijke genomen voor toekomstige medische doeleinden. Banal gelooft dat het nu opslaan van DNA voordelig zal zijn naarmate de technologie verbetert. De National Science Foundation heeft hun onderzoek gefinancierd.