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 大腸菌は人を病気にすることがあるが、科学の世界では大いに貢献している。DNAについて教えてくれたり、薬や燃料分子の素材を作ってくれたりするからだ。

 今回、大腸菌に与えられた役割はデジタルデータを保存することだ。

 『Nature』に掲載されたレポートによると、米ハーバード大学の研究者は、生きた大腸菌のDNAに画像や動画を保存しておけることを実証したという。
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DNAにデータを保存するという研究


 デジタルデータをより効率的に保存する方法については昔から研究されてきた。その手段としてDNAを利用するというアイデアは1990年代中頃に提唱された。

 DNAとは結局のところATGCという4文字で象徴された化学物質のコードに過ぎず、ごく狭い空間に大量の情報を蓄えておくうえで便利だ。

 これが盛り上がり出したのはここ5年のことだ。2012年には合成DNAに本をコード化することに成功。さらに200メガバイトのデータを保存することにも成功した。

 マイクロソフト社ですらDNA上へのデータの保存を試みてきた。だが、生きている生物にデータを保存した事例はこれまでなかった。

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大腸菌の生体DNAに動画を記録することに成功


 セス・シップマン(Seth Shipman)氏らは、CRISPRという遺伝子編集技術を応用してデータ保存を行なった。

 保存された動画は、エドワード・マイブリッジが世界で初めて録画したギャロップする馬の映像を36x26ピクセルのGIFにしたものだ。これをDNAシーケンシング技術で読み込んだところ、90パーセントの精度で再現することができた。

source

 画質は荒くなるが拡大すると以下のようになる。

2


生きた細菌にデータを保存するという感覚に耐えられるか?


 ところで、これが実現できたとして、誰が生きた細菌にデータを保存したいなどと思うのだろうか?

 冷蔵庫に並んだペトリ皿に家族の思い出が詰まっている場面を想像できるだろうか? 「お母さん、卒業式のアルバムどこ?」「ケチャップの後ろにある大腸菌よ!」こんなやりとりが交わされるのである。まあ、その嫌悪感の払しょく方法はきっと誰かが考えてくれるだろう。

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細菌に未知の情報を記録させるという展望


 だが、シップマン氏はさらに上を行く考えを持っている。

 彼の狙いは、細胞の生物活動を記録することだ。今のところ、DNAに保存されるデータは既知の情報であるが、将来的には未知の情報を書き込みたいと考えているのだ。

 細胞のごく最初の発達時期についてはあまり分かっていない。人間は設計図となる幹細胞という1つのボールから発達する。これが脳細胞やそれぞれの内臓に特化した細胞、あるいは血液細胞など、あらゆる細胞に変わる。

 しかし、その発達のタイミングは定かではない。そこで、細胞の活動記録をDNAに残そうというのだ。

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大腸菌の持つ優れたファイリングシステム

 
 その手始めとして、まずこの手法を電気データで実験する必要があった。動画を選んだのは、経時的にいくつもの出来事を記録できると実証するためだ。

 多くの細菌と同じく、大腸菌にも優れた内部ファイリングシステムがある。動画を上演するのはCRISPRというゲノムの反復クラスターセクションだ。

 CRISPRの役割は、ウイルス性の侵入者が持つDNAの断片を掴み、それを自身のゲノムのCRISPRセクションにファイルし、侵入者の記録を作り上げることである。

 シップマン氏の研究チームは、デジタル情報をウイルスのそれのように見せることができれば、大腸菌のCRISPRを騙してファイルさせることができるのではないかと考えた。
 
 通常この技術は遺伝子を編集するために利用される。ゲノムのCRISPRセクション付近はCasという、DNA鎖を切る役割を持つ酵素ファミリーのコードを持つ遺伝子だ。

 この機能のためにCas酵素、特にCas9は遺伝子編集のための道具となった。これを生物のゲノムの任意の場所へ導いてくれるコードに取り付ける。するとそこをカットする、すなわち編集してくれるのだ。

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 シップマン氏の研究チームは、Cas酵素を送る代わりに、 CRISPRシステムに通常通り振舞わせた。ウイルスのDNAを掴み、それを自身のCRISPRセクションに持ち帰ってくるメカニズムのことだ。
 
 そして画像や動画をウイルスの断片のような感じの短いDNAセグメントに変換し、フレーム毎に大腸菌に導入した。

 大腸菌のCRISPRはまんまと騙され、断片を掴んでは、受け取った順番でファイリングした。大腸菌はウイルスのコードの代わりに、動画や画像のコードを保存したのである。

 アメリカでは大腸菌による集団食中毒が年に3回は発生している。そいつらを欺いて人間の思い通りに動かそうとする今回の試みは成功したようだが、細菌の進化の速度は速い。それに気が付いて細菌が新たな挙動を見せはじめるという未来もないわけではない。

 そうなると人間と細菌の騙しあいってことになるのか。ちょっとしたSF小説が書けそうな気分になってきたぞ。

via:naturethevergesmithsonianmagなど/ translated by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 09:41
  • ID:dfnDMWs50 #

タイトル日本語が変やり直し!

2

2. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 09:45
  • ID:vT8cMC2u0 #

うんいいんじゃない?
セキュリティも衛生も黙殺してもらえる会社か
ファーバードの中だけで使うなら。

3

3. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 09:58
  • ID:.R0Zy0vW0 #

・・・・・・・・・・・・

4

4. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:00
  • ID:pOrqb3UC0 #

何年か後には、ウソコにUSB刺してるんだね、ぼくらは。

5

5. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:04
  • ID:gjGfuGPJ0 #

生きた大腸菌のDNAに動画"に"記録し

6

6. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:09
  • ID:IeZ2uxHk0 #

凄い技術が次から次へと出てくるな

7

7.

  • 2017年07月22日 10:10
  • ID:cDd5QSeY0 #
8

8. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:14
  • ID:jFNt6Vyd0 #

アサシンクリードに登場する装置アニムスは遺伝子に刻まれた記憶を追体験する装置が登場するけど、ひょっとしたら人の遺伝子にも映像や記憶を書き込む技術できそうね。

9

9. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:18
  • ID:VL5SIVWi0 #

”暗記パン” ならぬ、”暗記菌”が出来る日も近い?

10

10. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:20
  • ID:l0BMo7NH0 #

細菌兵器不可避

11

11. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:23
  • ID:ff0UXL310 #

火曜サスペンス劇場で崖の上にシャーレに載せた大腸菌を見せて
この細菌がその現場を録画していたのですよとドラマできそう

12

12.

  • 2017年07月22日 10:27
  • ID:YnU8atkC0 #
13

13. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 10:57
  • ID:D61OdTyG0 #

逆に、何かの生物のDNA調べたら人類史から宇宙史からありとあらゆるデータが記録されてた、みたいな展開ないかな

14

14. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 11:01
  • ID:vkY4VxUQ0 #

※10
毒素ならぬ黒歴史データをまき散らすのか…

15

15. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 11:16
  • ID:xgSdC68r0 #

保護団体「大腸菌の権利を守れ! 大腸菌を人道的に扱え!」

16

16. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 11:16
  • ID:yGGaggnb0 #

はい不正コピー

17

17. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 11:19
  • ID:JKzjxZRi0 #

さすがに大腸菌ではアレだが、将来的にゴマの種なんかにデータを保存できるようになったら有用なストレージになるかも。

18

18. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 11:30
  • ID:UGaG5cKz0 #

心臓が5個出来るようにキメラ作って効率化するつもりだな…

19

19. 牧瀬 紅莉栖

  • 2017年07月22日 11:41
  • ID:.vHmGc200 #

先こされた・・・・・・orz

20

20. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 11:47
  • ID:sHujPDdv0 #

ブラッドミュージックの世界にまた一歩近づいたな

21

21. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 11:58
  • ID:o7MfHGeq0 #

生体コンピュータの基礎になりそう、問題は菌の寿命だけど、瞬間的な転写が必要な処理の作業なら革命起きそう

22

22.

  • 2017年07月22日 12:02
  • ID:hKQHY78a0 #
23

23. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 12:07
  • ID:qcf4RodC0 #

山村貞子の念写の謎がわかった

24

24. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 12:08
  • ID:lZtN5Hwz0 #

これをネタにして小説が書けるかな…
の答は、既に書かれてる、だね。サイバーパンク初期の「ブラッドミュ ージック」がこう言う発想だった。
って、あれからもう30年?!年が経つのは早いのう…

25

25. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 12:10
  • ID:o4xrNWgS0 #

ナノマシンも夢物語じゃなくなってきたな

26

26. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 12:22
  • ID:ewaTUrT80 #

再生方法が未知のデータが、すでにヒトのDNAにも組み込まれてるかもしれないね

27

27. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 12:35
  • ID:6R4qVX670 #

人間のDNAにも、誰かかがなんかかき込んでいる気がするよ

28

28. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 12:43
  • ID:aXaFRBIB0 #

偶然突然変異レベルの書き込みになってたりしてな

29

29. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 14:40
  • ID:AeFOBscS0 #

ゲームのチートみたいに、特定の番地に処理が飛ぶと任意の操作が出来るバグとか起こるのか

30

30. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 14:44
  • ID:l9lbPBnb0 #

実は人類こそはるか昔の知的生命体が想像した記録媒体だったというオチが

31

31. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 14:57
  • ID:pe38Y0GF0 #

細胞記憶という、移植された臓器などが移植元の記憶持っていて、移植先に引き継がれる現象が元からあったよね?それを裏付ける証拠ができたってことかな?
だから死刑囚の臓器は移植に使えないのだよね。各種重犯罪の記憶が残っていて移植された人の人格変わっちゃうから。

32

32. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 15:07
  • ID:WwNkVQyy0 #

ちょっと何言ってるかわからないって思ったけど、こうなると腸内細菌で精神状態が左右されるっていうのもあながち間違いじゃない気がしてきた

33

33. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 15:53
  • ID:nrNnaiyH0 #

ヒトの歴史を記録したDNAを単細胞生物に持たせて、自己増殖機能付けてどっかの星に送り込もうぜ

34

34. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 16:12
  • ID:guO.5USK0 #

遺伝子にも更新履歴とかreadmeファイルが付いたりするわけか・・すごいな 利用規約なんてのも付いてくるのかな

35

35. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 17:04
  • ID:TNUDrFKx0 #

病原性大腸菌のDNAを解析…『ん?動画のデータだとっ?』
 
《ねえ、どんな気持ち?粋がって生水・生肉飲食して、お腹痛くて、腸管出血して、生死の境彷徨って・・・・ねえ今どんな気持ち?ねえねえどんな気持ち?ねえ、どんな気持ち?》

36

36. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 17:23
  • ID:jQf5c8860 #

追加したDNAで
とんでもない病原体やウィルスが誕生したら
どうすんのさ

37

37. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 17:46
  • ID:dAE49NjM0 #

植物の百合のDNAは無駄が物凄い多いんだよね
それはもう大容量ストレージですよね

38

38. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 18:09
  • ID:cc3GbIQE0 #

瞑想は、DNAに記録された情報を読み出すテクニックではないかという気がした。ブッダは、それを行なっていたのではないかという気もする。

39

39. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 18:09
  • ID:ekyRHryD0 #

大腸菌にウイルス仕込んだら、生物・コンピュータ両用のウイルスになるってことか。

40

40. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 18:30
  • ID:D8IT8o.A0 #

※36
そうだよね。
記録した情報が何らかの遺伝子になってることがあるかもしれない。

41

41. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 19:00
  • ID:zSyYtUod0 #

SFじゃねえ

42

42. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 19:07
  • ID:tGg7gIzx0 #

なんだか、リアルモンスターファームな感じがするぞ・・・
「このCDのデータ取り込んだ細菌強え!」みたいな

43

43. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 19:19
  • ID:Sx2per7X0 #

「俺が中学の時に考えた最強の暗黒天使のイラストが大腸菌に記憶されて世界中に出回ってしまい取り消せない件」

44

44. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 21:38
  • ID:ETbGjcZX0 #

ここには記述がないが、環状2本鎖構造のプラスミドに組み込んだということだろうかな。
鈴木光司のリング、というより、らせんの方が近いかなぁ。

45

45. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 22:07
  • ID:F457bYoO0 #

久しぶりにわくわくする技術だがアメリカの昔のSFではすでに描かれてそう

46

46. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 22:34
  • ID:8gaBt2cj0 #

※36
こういう風に遺伝子の一部を少しいじくっただけでバイオハザードになるような生き物ができる可能性は、経験的に無視できるほど低いんだと
昔はお前さんのような見方が大勢だったんで自粛ムードだったが、研究が進むにつれそういうことが分かったんだってさ

47

47. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 22:38
  • ID:b0ZxYUsr0 #

ブラッドミュージックを思い出すな

48

48. 匿名処理班

  • 2017年07月22日 23:12
  • ID:wmHvkVGL0 #

遺伝子に意味のない部分があるって聞いたけど、実はそこの部分にこういった何かが隠されているんじゃないか?

49

49. 匿名処理班

  • 2017年07月23日 00:17
  • ID:aQ8zSTaJ0 #

※33
地球にいる生物自体が宇宙人の情報媒体っていう説思い出した。

50

50. 匿名処理班

  • 2017年07月23日 01:18
  • ID:3NC6D0V50 #

発達じゃなくて発生て訳してこう!

51

51. 匿名処理班

  • 2017年07月23日 03:18
  • ID:6LdiPNPr0 #

のちのアカシックレコードである

52

52. 匿名処理班

  • 2017年07月23日 13:18
  • ID:xgOWSrF60 #

※41
自分もリングの原作の後にらせんを読んで「なんだこのぶっ飛んだ展開はー!!」と頭が追い付かなかった記憶があるけど、設定として無理がある事じゃないって時代が来たのかな。

53

53. 匿名処理班

  • 2017年07月23日 19:33
  • ID:Uj1Qwm690 #

あれ・・・?
ちょっと待てよ・・・
こんなことが可能なんだとしたら
人間の情報も誰かが書き込んだということにならないか・・・・?

54

54. 匿名処理班

  • 2017年07月24日 21:54
  • ID:T.rxeWF.0 #

※37
薔薇のほうはどんな具合でしょうか?

55

55. 匿名処理班

  • 2017年07月24日 22:46
  • ID:GCBRh01I0 #

アサシンクリードの遺伝子の記憶を再現するってのもあながち間違って無かったんだな。

56

56.

  • 2017年07月25日 14:33
  • ID:VMJapm2C0 #
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