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DNA-Fast light dRiven data technologY with multiplexed optical encoding and readout

Description du projet

L’ADN pour l’encodage et le stockage de données

La technologie ADN est capable de stocker des données à des densités sans précédent et à très faible coût, à l’aide d’ADN fonctionnalisé, afin d’intégrer les octets numériques dans un brin unique et d’encoder les informations dans l’ADN naturel. Le projet DNA-FAIRYLIGHTS, financé par l’UE, entend faire progresser ce concept vers un tout autre niveau en décorant des vecteurs d’ADN avec une séquence précise de nanomatériaux métalliques dotés de réponses optiques bien définies. Les chercheurs concevront des particules plasmoniques ultrapetites et émettrices de lumière avec au moins neuf réponses optiques distinctes, afin de permettre l’encodage de données multiplexées et une lecture optique directe. Les résultats serviront de base à des technologies novatrices, notamment la synthèse biomoléculaire de nouvelle génération, les systèmes solides/biologiques hybrides, la bio-imagerie, la nanoplasmonique, le stockage de données ADN, la stéganographie et la bio-optoélectronique.

Objectif

Modern society has an ever-increasing need for long-term, high density data encoding and storage. DNA technology allows to store data at unprecedented density, and functionalized DNA integrates digital bits placed along a single strand to encode information, which is available at low cost with natural (not-synthetic) DNA. DNA-FAIRYLIGHTS will raise this concept of functionalized natural DNA for data encoding and storage to a completely new level by decorating DNA carriers with a precise sequence of metallic nanomaterials with well-defined optical responses. These hybrid DNA structures will allow for direct optical readout, and the different resonance wavelengths will allow to go far beyond (0,1) encoding. In DNA-FAIRYLIGHTS we will design ultrasmall plasmonic and light-emitting particles with at least 9 different distinct optical responses that will enable multiplexed data encoding. We will develop concepts for linking/unlinking and orientational reconfiguration by external stimuli that will allow for reconfigurable memories and computation. The DNA-FAIRYLIGHTS project will provide: (i) a revolutionary technology that utilizes the DNA to arrange metallic nanomaterials in sequences with with nm precision; (ii) a novel approach to fabricate functionalized DNA that allows for integration of metal nanomaterials for data storage and manipulation; (iii) a next-generation model to encode and store information along the DNA; (iv) an optoelectronic/microfluidic system to modulate the arrangement of the metallic nanostructures along the DNA in order to dynamically control the information content; (v) readout devices with single particle sensitivity with fast response and decoding of the stored information in one functional unit. Each result of DNA-FAIRYLIGHTS will provide mile stones for novel technologies in next generation biomolecular synthesis, hybrid solid-state / biological systems, bioimaging, nanoplasmonics, DNA data storage, steganography and bio-optoelectronics.

Appel à propositions

H2020-FETOPEN-2018-2020

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Sous appel

H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01

Coordinateur

FONDAZIONE ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA
Contribution nette de l'UE
€ 623 131,25
Adresse
VIA MOREGO 30
16163 Genova
Italie

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Région
Nord-Ovest Liguria Genova
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 623 131,25

Participants (8)