Projektbeschreibung
DNS-Perlen für die Zukunft der flexiblen Datenspeicherung
Die Datenspeicherung wird rasant weiterentwickelt, doch aktuell bestehen bei digitalen Lösungen noch Begrenzungen bezüglich Stabilität und Kapazität. DNS könnte ein Speichermedium mit hoher Dichte sein, doch die praktische Anwendung ist durch Probleme mit der stabilen Datencodierung und -abfrage schwierig. Aktuelle Methoden bieten entweder statische Speicherung oder es mangelt an wirksamer In-vivo-Manipulation. Daher wurde im EIC-finanzierten Projekt DURA-store ein Ansatz mit einem neuen „regenerierbaren“ Festkörperspeichersystem mit Perlen aufgestellt. Bei dem System werden Daten in DNS-Einzelstränge codiert, um die selektive Ergänzung, den Zugriff und das Löschen durch enzymatische Reaktionen zu ermöglichen. Mit einzigartigen Daten-ID-Sequenzen ist der präzise Datenbetrieb möglich. Mit RNS-Molekülen und Bakteriophagen wird der Datenzugang und die Verwaltung in bakteriellen Modellen verbessert. Mit Proteinen aus Extremophilen, die DNS-Schäden verhindern, wird die langfristige Stabilität sichergestellt, um die Realisierbarkeit der DNS-basierten Datenspeicherung voranzubringen.
Ziel
In order for DNA to become the information storage medium that serves as an alternative to existing digital storage solution technologies information must be stored stably in it with the means to repeatedly access and manipulate parts of the stored data. Only few in vitro approaches are capable to address some of these requirements, while in vivo approaches still produce largely static data storage libraries, which limits the real-life applicability of these technologies. In this proposal we present a new, regeneratable solid state storage system consisting of beads, where information, encoded in single stranded DNA strands, can be added, selectively accessed and removed using enzymes and nucleic acid strands as inputs for the different data operations in isothermal reactions with no loss of material. To achieve this a strand architecture is proposed, where unique Data ID sequences are used on the targeted data strands for performing the intended data operations via enzymatic reactions: addition, deletion of data and transcription-based data access. Furthermore, a variant of this system is proposed that uses RNA molecules for the selective access of the data strands, which we aim to implement in a bacterial data storage system as well where RNA encoding bacteriophages will be used as a non-invasive way to introduce inputs for the data operations, such as random data access and removal. Finally, we present the use of damage suppressor proteins from extremotolerant organisms complementing the in vitro and in vivo system to provide the long-term stability of DNA observed in resilient biological systems.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2022-PATHFINDERCHALLENGES-01
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