Velike količine podatkov so del našega vsakdanjika. Običajno jih najdemo shranjene na trdih diskih, kot medij za shranjevanje podatkov pa je možno uporabiti tudi molekulo DNK. Danes zjutraj bomo slišali, kako so znanstveniki in znanstvenice uspeli shraniti informacijo v DNK in to DNK uporabili v materialu pri 3D tiskanju.

Stanfordski zajček je računalniški grafični 3D model. Raziskovalna ekipa je v eksperimentu pretvorila slikovno informacijo o obliki stanfordskega zajčka v DNK zaporedje. Gre za 45 kilobajtov informacij zakodiranih v DNK. Najprej so binarno kodo enic in ničel razdelili na kratke neprekrivajoče se odseke, nato pa so s postopki kodiranja prišli do ustreznega zaporedja binarnih parov; nič – nič, nič – ena, ena – nič, ena – ena, ki so jih lahko prevedli v črkovno kodo DNK, nukleotide A, C, G in T. Prevedeni nukleotidi so tvorili oligonukletoide, krajše verige DNK, ki so jih nato pomnožili in uporabili v vlaknih umetnega materiala. 

Znano je, da DNK molekula ni topna v večini organskih topil in polimerov. Da so lahko pridobili vlakna umetnega materiala z DNK za 3D tisk, so zato DNK najprej enkapsulirali v nanodelce silicijevega dioksida, bolje znanega kot kremen. Enkapsulirano DNK so nato pomešali z umetnim materialom polikaprolaktonom. Polikaprolakton ali PCL je organski polimer, ki ima nizko temperaturo tališča, zato je primeren za uporabo v 3D printanju. Poudariti je treba tudi, da so imeli dodani nanodelci silicijevega dioksida z DNK dovolj majhno gostoto, da niso vplivali na mehanske lastnosti, težo in barvo umetnega materiala. Z vlakni z enkapsulirano DNK so natisnili 3 grame težkega stanfordskega zajčka. Obstoječi plastični zajček je tako v umetni masi, ki ga gradi, vseboval informacijo o lastni obliki in videzu.

Zanimalo jih je tudi, kako se informacija v DNK ohrani v umetnem materialu. Vzeli so vzorec materiala iz zajčka, razkodirali DNK, preverili število napak na DNK in nato ponovili postopek kodiranja, enkapsulacije, priprave vlaken in tisk zajčka. To so ponovili petkrat, vzorec materiala pa so vedno vzeli iz prejšnje generacije. Opazili so, da je v vsaki generaciji prišlo do izgube molekul DNK. V vsaki generaciji se se zaradi toplote pri tiskanju izgubili oligonukleotidi, vzrok pa najdemo tudi v samem pomnoževanju DNK. Kljub izgubi podatkov je bila prvotna datoteka vedno v celoti pridobljena.

Z zanimanjem lahko spremljamo, kako se bo ta metoda shranjevanja podatkov spreminjala in uporabljala v prihodnje. Raziskovalke in raziskovalci so kot primer uporabe navedli medicinske vsadke, ki bi poleg informacije o obliki lahko nosili tudi pacientovo oz. pacientkino zdravstveno kartoteko. Glede dejanske uporabnosti tega pristopa pa imamo še čas za razmislek, saj bi bila ta tehnologija zaenkrat za posameznice in posameznike predraga. 

Svoj DNK v 3D zajčka tiska vajenka Klara.