Ученые закодировали стихи в «бессмертную» бактерию. Как коллаборация поэта и инженера изменит хранение данных?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Может ли искусство пережить человечество? Этот вопрос, веками волновавший философов и художников, заставлял нас высекать образы в камне, отливать их в бронзе и доверять слова пергаменту. Но камень крошится, бронза окисляется, а бумага истлевает. В поисках подлинного бессмертия для своего творения канадский поэт Кристиан Бёк обратился не к традиционным материалам, а к самой основе жизни — ДНК.

В результате поразительного союза авангардной поэзии и передовой биоинженерии родилось нечто беспрецедентное: стихотворение, зашифрованное в геноме бактерии. Это не просто хранилище текста. Это живой, функционирующий артефакт, который «читает» одно поэтическое произведение и в ответ синтезирует другое в виде светящегося белка. Этот проект, получивший название «Ксенотекст», стирает границы между органическим и созданным, превращая живую клетку в вечный культурный носитель.

Кодирование ДНК, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Холст прочнее гранита: знакомьтесь, Conan the Bacterium

Чтобы создать произведение, способное пережить цивилизации, нужен был поистине несокрушимый «холст». Выбор пал на микроорганизм с говорящим прозвищем «Конан-бактерия» — Deinococcus radiodurans. Этот микроб — настоящий экстремал в мире живого. Он выдерживает дозы радиации, в тысячи раз превышающие смертельные для человека, выживает в вакууме, переносит полное обезвоживание и экстремальные температуры. Его уникальные механизмы репарации ДНК позволяют ему восстанавливать свой геном после самых страшных повреждений.

Именно эта почти мифическая живучесть сделала его идеальным кандидатом. Зачем полагаться на цифровые носители, которые деградируют за десятилетия, или на бумагу, уязвимую для огня и воды, если можно вверить информацию существу, которое эволюционировало для выживания в самых суровых условиях на планете?

Инженер Лидия Контрерас и её команда из Техасского университета взяли на себя техническую часть задачи. Они использовали методы синтетической биологии, чтобы превратить ДНК этой бактерии в своего рода «текстовый файл». Генетический код, состоящий из четырёх «букв"-нуклеотидов (A, T, G, C), стал алфавитом для записи поэзии.

Трансмиссионная электронная микроскопия (TEM) Deinococcus radiodurans
Автор: TEM of Uniformed Services University, Bethesda, MD Источник: commons.wikimedia.org
Шифр Орфея: когда генетика становится лирикой

В основе проекта лежит не одно, а два стихотворения: «Орфей» и «Эвридика». Выбор мифа не случаен — он идеально отражает суть процесса. Подобно тому как Орфей своим искусством пытается вернуть Эвридику из царства мёртвых, так и закодированное в ДНК стихотворение «Орфей» запускает в бактерии биохимический процесс, который «воскрешает» стихотворение «Эвридика».

Как это работает? Кристиан Бёк потратил четыре года на создание двух текстов, связанных особым криптографическим правилом — взаимно-однозначным шифром. В этом шифре каждой букве английского алфавита ставится в соответствие ровно одна другая, и это правило работает в обе стороны. Например, буква «A» в «Орфее» всегда соответствует букве «T» в «Эвридике», а «T» — букве «A».

Стихотворение «Орфей» было переведено на язык ДНК и встроено в геном Deinococcus radiodurans. Когда учёные активируют бактерию специальным химическим сигналом, её клеточные механизмы считывают этот генетический код. Но для клетки это не просто набор букв, а инструкция по сборке белка. Последовательность ДНК транслируется в последовательность аминокислот, которые и образуют белковую молекулу.

И вот здесь происходит чудо: последовательность аминокислот этого нового белка, если перевести её обратно в буквы по тому же шифру, в точности образует текст стихотворения «Эвридика».

Финальный штрих этого био-арта — визуальное воплощение. Белок «Эвридика» был спроектирован так, чтобы флуоресцировать — светиться рубиново-красным цветом. Бактерия не просто хранит и «декламирует» поэзию, она буквально озаряется ею, как «фея с румяным сиянием» («faery is rosy of glow»), описанная в первой строке «Эвридики».

Схематическое изображение образования пептидной связи (справа). Подобная реакция происходит в молекулярной машине, синтезирующей белок, — рибосоме
Автор: Общественное достояние Источник: commons.wikimedia.org
От ксенотекста к архивам цивилизации

Хотя «Ксенотекст» — это в первую очередь художественный жест, его технологическая основа открывает дорогу к решению одной из самых насущных проблем XXI века: хранению информации. Человечество генерирует данные с экспоненциальной скоростью, и наши текущие технологии — жёсткие диски, флеш-накопители, облачные серверы — требуют огромных энергозатрат, постоянного обслуживания и уязвимы для времени.

ДНК же является самым плотным и долговечным носителем информации, известным науке. Теоретически, вся информация мира могла бы уместиться в объёме кофейной чашки. Проект Бёка и Контрерас — это яркое доказательство того, что мы уже можем целенаправленно записывать сложную информацию в геном и надёжно её считывать.

Это не просто научная фантастика. Учёные по всему миру уже работают над созданием ДНК-архивов для долгосрочного хранения цифровых данных. А идеи синтетической биологии проникают в такие сферы, как создание «умных» материалов, способных к самовосстановлению — например, бетона, который «залечивает» трещины с помощью встроенных в него бактерий.

Так что же такое «Ксенотекст»? Это философский манифест, утверждающий, что искусство может быть вечным не метафорически, а буквально. Это блестящий пример того, как дисциплины, кажущиеся далёкими друг от друга, могут обогатить друг друга, создав нечто совершенно новое. И, наконец, это осязаемый прообраз будущего, в котором важнейшие знания и величайшие произведения нашей цивилизации будут храниться не в хрупких библиотеках, а в самой ткани жизни, готовые пережить и нас, и, возможно, даже саму планету.

1 комментарий

I
Помимо технического вопроса предварительно каждый раз записывать перед данными двоичный код для расшифровки, есть ещё главный вопрос. Знания носят прикладной характер кроме неинтересных универсальных типа математики. Можно зашифровать математически на неком условно или нет вечном носителе геном человека, но нельзя записать его восприятие, ощущения, чувства в их индивидуальном многообразии. Даже если этот труд окажется возможен и состоится, без человека считывание с пониманием не возможно. Что касается поэзии, то она изначально не всем людям доступна, не всеми индивидуумами считываются эмоции, заложенные в ней и не на каждом этапе одного и того же развития человека. Можно читать стихи попугаю с соловьем или тараканам на кухне, но смысла не будет, даже если научить их говорить. Больше того, ИВ Сталин любил, ценил, понимал стихи, в вот современному лидеру страны они как гумус дождевых червей, он поэзию не чувствует, не понимает, она мимо него. Можно записать " идёт бычок качается", к примеру, но если это не интересно взрослому человеку, то каков будет интерес и понимание представителю другой цивилизации или даже человеческой лет через 500? Экстраполируйте это: записанное знание о пенициллине, к примеру, менее абстрактно чем стихи, но без человека пусто, бесполезно и нераспознаваемо как, к примеру, для нас записи в генетических кладбищах вирусов и бактерий

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Если магнитный щит Земли снова упадет до 5%: как повторение магнитной аномалии Лашамп повысит облучение экипажей самолетов в 75 раз

На высотах от 10 до 12 километров, где пролегают маршруты современных коммерческих авиалайнеров, плотность атмосферы значительно ниже, чем на уровне моря. Из-за этого самолеты и их пассажиры...

Ученые долго не понимали, как тело чувствует холод: ответ нашли в термодинамике нервных рецепторов

Способность живых организмов ощущать температуру окружающей среды — одна из базовых функций нервной системы, особо важная для выживания. У млекопитающих за распознавание холода отвечает...

О чем молчит «собачка»: техническая история символа @

Сегодня символ @ является неотъемлемой частью цифровой жизни, обеспечивая работу электронной почты и социальных сетей. Однако его путь к клавише «2» на клавиатуре занял несколько столетий, пройдя...

Озеро Медуз: единственное место в мире, где медузы дарят эстетичные снимки вместо ожогов

В контексте путешествий и выбора лучшего места для отдыха медузы воспринимаются как вредители и лишний повод убрать точку на карте со своего идеального маршрута. Но есть в мире одно единственное...

Пять морей в сердце России: почему Москву называют «портом пяти морей»

Москва — один из самых значимых и стратегически важных мегаполисов мира, и её роль как крупного транспортного и экономического центра во многом обусловлена уникальным географическим...

Kiwi Ears AD1 — с поддержкой гарнитур — обзор ЦАПа/усилителя начального уровня с хорошими характеристиками и EQ

Компания Kiwi Ears в гораздо большей степени известна своими наушниками, чем ЦАПами. В общем, и ЦАПов у них до AD1 было всего два, и оба в несколько специфичном форм-факторе, недорогие, но с...