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生きたバクテリアを記録メディアに 75

ストーリー by yosuke
RAIDのようなものだそうで 部門より

gaou 曰く、

時事通信の記事NIKKEI NETの記事によると、慶応大先端生命科学研究所の研究グループが、納豆菌の仲間である枯草菌という土壌微生物のDNAにデジタルデータを記録する方法を開発した。
今回記録されたデータは、"E=mc^2 1905!"という文字列。文字列のキーボードスキャンコード(セット2)を2塩基を組み合わせた4ビットで表し、これを1ビットずつシフトしたビット列4本を生物内に入れることで、突然変異に耐えられる記録方法を確立したという。枯草菌は胞子を形成することで極限環境耐性があり、過酷な環境でも数百年間のデータ保存の可能性があるらしい。
論文は、Biotechnology Progress誌のASAP版に掲載されている。なお、2月16日のScientific American Podcastでも紹介されている。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • やはり将来には (スコア:4, おもしろおかしい)

    by holon (13785) on 2007年02月21日 2時26分 (#1113888) ホームページ 日記
    開発担当者のグチがこっそり刻まれている細菌とかが出てくるんでしょうな。

    # 某Cのライブラリのは有名
    # ファミコンカセットのROMにもありましたな
  • 発酵と飲用 (スコア:3, おもしろおかしい)

    by hpn_smile (11442) on 2007年02月21日 1時48分 (#1113849) 日記
    デジタルデータによって、納豆/味噌/醤油が
    美味しくなったり、不味くなったりして。

    政治のデータを入れると腐敗する、とかね。
  • by shinshimashima (9763) on 2007年02月21日 4時47分 (#1113926) 日記
    #まず、「納豆菌の仲間である枯草菌」ってのは違和感あるなぁ。
    #「枯草菌の仲間である納豆菌」ならよく聞くが。

    話がずれるのですが、納豆菌の学名・分類について
    ・枯草菌の亜種としたもの(Bacillus subtilis var natto)
    ・バチルス属の独立した種としたもの(Bacillus natto)
    の双方を見るのですが、最近の知見としてはどちらが優勢なのでしょうかね?

    後者の立場で「納豆菌の仲間である枯草菌」がアリなら
    「納豆菌の仲間である炭疽菌(Bacillus anthracis)」ってのも。

    #それにしても、E-CELLのグループの印象が強かったのですが、
    #こういうウェットな研究もしてたんですね・・・
    • 圧倒的に前者です。というか、B. nattoは種名として正式に採用されたことはなかったはず。
      まず、国際細菌命名規約のApproved List of Bacterial Name [nih.gov] (1980年以前の学名を承認したもので、これ以前に遡る必要はない)に未収載です。国際命名規約では、これ以降に提唱されたものについてはIJSEM (International Journal of Systemic and Evolutionary Microbiology [sgmjournals.org])で発表されるか、他誌で発表されたものについてもIJSEMの正式発表名リストに収載されて初めて「正式発表名」になります。最新の正式発表名は、DSMZ [www.dsmz.de]で見れますが、そこにもB. nattoはありません。つまり「命名規約上では正式採用されてない」ということです。

      で、次に実際の使用状況についてなんですが、いちばんメジャー処である、いわゆるバージェイ式分類(Bergey's manual [bergeys.org]に記載されたもの)にはB. nattoはありません。また、つい先月、日本細菌学会が(待望されてた)微生物学用語集の新版を発行したのですが、そちらにもB. nattoはありません。NCBIのTaxonomy browser [nih.gov]でも前者です(後者はシノニム扱い)。論文誌では国際命名規約に準じて表記することが多いのですが、たまにそうでもない雑誌があったり、あるいは正式発表名の候補として新名を提唱してるようなケースで、B. nattoが研究者の提唱する名前として論文には出てくることもある、といったレベルですね。日本人になじみの深いシノニムということもあり、日本の研究者にはまだ使っている人も結構いますけど。

      じゃあ今後B. nattoが独立することがあるかというと、それもまずないと思います。以前は生化学的性状などを指標にした分類が行われており、そういう基準からは枯草菌と独立と言えないこともなかったわけ(そもそも、それで提唱されたものだったと記憶してます)です。ところが、現在は細菌の分類は遺伝子レベルで行われてまして、種間分類は定量的DNA-DNAハイブリダイゼーション [wikipedia.org]を用いて行われ、それによって一定の基準を満たすもの(70%以上の相対類似度があり、融解温度差が5℃以内)が同一種として分類されます。そういう定量的な基準があるもので、以前のように新しい生化学性状を見つけたので新種に分類する、というような方法で変更されることはないと。この分類法自体が見直されたら別ですけど、まぁそれでも枯草菌と納豆菌を別種とするような基準自体が難しいんじゃないかな、と。

      ちなみに、この遺伝子レベルでの相似性を用いた分類には例外があります。例えばこれまで別種とされていた、炭疽菌(B. anthracis)とセレウス菌(B. cereus)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)と髄膜炎菌(N. meningitidis)、別属とされていた大腸菌(Escherichia colo)と赤痢菌属(Shigella spp.)が、この基準ではそれぞれ同一種ということになってしまいます。これらの違いってのは、遺伝子的にはともかくとして、医学的には重要なため、混同されると困るということから、これらには「危険名」といって、従来通り別々の学名が与えられてます。
      親コメント
    • by Anonymous Coward on 2007年02月21日 6時25分 (#1113935)
      面倒なのでこれからこういう報道では「僕らの仲間の枯草菌」とかでいいんじゃないでしょうか。
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    • >#まず、「納豆菌の仲間である枯草菌」ってのは違和感あるなぁ。
      >#「枯草菌の仲間である納豆菌」ならよく聞くが。

      仲間という言葉が、「同じ分類に属する別の要素」って意味と「その分類に含まれる要素」という2つの意味を持つから表現も2つできる。
      「納豆菌の仲間である枯草菌」か「枯草菌の仲間である納豆菌」って事になる。
      親コメント
    • 最初、納豆菌も枯葉剤 [wikipedia.org]の仲間なのか...そら痩せる [google.co.jp]わけだ...と思いました。

      誤:枯葉剤
      正:枯草菌(こそうきん) [wikipedia.org]

      ...スミマセン。
      --
      「脅しじゃない。会長はいつだって本気だ」
      親コメント
  • タイムカプセル (スコア:3, おもしろおかしい)

    by tiatia (22244) on 2007年02月21日 9時43分 (#1113992) 日記
    数百年後の子孫へ、メッセージを残しておこう。
    忘れないように、枯草菌のDNAにメッセージを書いたって、石にでも彫っておくか。
  • by cartolina (21568) on 2007年02月21日 2時23分 (#1113885) 日記
    宇宙人が何か重要なメッセージを分割して、いろいろな病原菌やら
    ウイルスやらに書き込んでいることが判明した。
    人類は全力をあげて復元作業にとりかかったが、
    どうやら、最も重要な部分は、天然痘ウイルスに書き込まれていたらしい……

    何という小説だったか思い出せない……。

    #実際には、天然痘も保存されてますよね。
    • by TarZ (28055) on 2007年02月21日 3時04分 (#1113900) 日記
      保存されているだけでなく、全ゲノムが読み取り済みだったような。
      (ちょっとソースをあたったのですが見つからず)
      親コメント
    • by aenigma (13321) on 2007年02月22日 2時47分 (#1114564)
      ちょっと違うけど、マイクル・クライトンの『アンドロメダ病原体』 [amazon.co.jp]には似たアイデア
      が出てきてました。

      低軌道衛星から回収されたウイルスのような地球外生命体と思われるものが漏れ出して、人間に致死的
      な作用を及ぼしてしまうけれども、人類にとって病原体となってしまったのは不幸な偶然で、本来は恒
      星間のような非常な遠距離を伝播するメッセンジャーだったのではないか、ということを暗示して終わ
      っていますね。電磁波などは減衰が激しいので超遠距離通信には使えず、宇宙空間のような過酷な環境
      に耐え自己増殖する生命体の方が相応しい、といった話だったような。

      #この話は前にも書いた気がする……
      親コメント
  • by nodocuments (12199) on 2007年02月21日 8時36分 (#1113962) 日記
    可能になったら、改良品種に(c)を埋め込めるようになるわけだ。
  • ビット列の扱いが杜撰 (スコア:1, すばらしい洞察)

    by Anonymous Coward on 2007年02月21日 1時53分 (#1113854)
    この方法で本当に長期間データを保存出来るんだろうか。
    枯草菌の特性は知らないので、単にビット列の話で考えるけど
    これだと、(元々同じ桁を指していた)2ビットが狂うだけで復元出来なくなる。

    そのような2ビットが変異する確率は分からないけど
    30分で世代交代×数百年、に耐えうるくらい低い確率なのかな?

    蛇足: 1100 を保存するときに
    [1 1 0 0] [1 0 0 1] [0 0 1 1] [0 1 1 0]
    って保存する話だよね?
    [1 1 0 1] [1 0 1 1] [0 0 1 1] [0 1 1 0]
    って2ビット狂うと、もう元に戻らないよ。

    論文読んでないんで、本当はもっとちゃんとしてると思うけど。
    • by gigo (21150) on 2007年02月21日 7時52分 (#1113948) 日記

      保存期間の間に起こりえる誤りよりも冗長度が大きければ、データを完全に復元することができますよね。

      また、細菌が増えていく時に誤りがランダムに起きていくのなら、一つの細菌が分裂して出来たクローンを統計的に分析することによって、元データを推定することもできそうですね。

      一個の細菌が保存できるデータはFD程度でも、アドレス情報も保存すれば、たくさんの細菌にたくさんのデータを保存できるかもしれないと思います。細菌ってすごくたくさんに増えるものですから。でも、細菌が指数関数的に増えると言うことは、株ごとに少し分裂速度が違うと、時間がたつにつれて一番早く増える株が勝ってしまい、残りのデータは失われてしまうかもしれません。ひとつのパックの中の納豆菌、一人の人のハラの中の大腸菌とか、そうやってひとつの株(クローン)になってしまっているのでしょうか。または、この話は納豆菌の芽胞でデータを保存することがキモ、分裂することは期待してない話かしら。

      親コメント
    • > 1100 を保存するときに
      > [1 1 0 0] [1 0 0 1] [0 0 1 1] [0 1 1 0]
      > って保存する話だよね?

      [1100]を保存する際に、頭と後ろに[0000]をつけて、
      [0000][1100][0000]
      [0001][1000][0000]
      [0011][0000][0000]
      [0110][0000][0000]
      と保存するようです。
      親コメント
    • シミュレーションでは、突然変異率が15%以下なら99%読み出せるそうです。
      #ちなみに、短すぎる文字列じゃダメだそうです。
  • ヒトにもあるのかな. (スコア:1, おもしろおかしい)

    by Anonymous Coward on 2007年02月21日 1時55分 (#1113858)
    /.Jerの皆様の中にも,「アレゲ」の文字が遺伝子に染み付いてる方がいらっしゃるのでは?

    # 胞子ではなく,芽胞では?

    • Re:ヒトにもあるのかな. (スコア:2, おもしろおかしい)

      by Anonymous Coward on 2007年02月21日 3時03分 (#1113899)
      残念なお知らせ

      アレゲに染まりすぎるとその遺伝子を残せない可能性が
      n乗オーダーで上昇します。よってアレゲの総量は一定です。

      # アレゲの第一法則より
      親コメント
    • というわけで試してみました.
      この方法だと"/.J"は"CAGGCAGCACAGATGT"になるのでヒトゲノムにこの配列があるかみてみると・・・
      染色体5, 6, 7, 10, 14, 16, 18, 19, 20, Xにばっちり.
      偶然だと6個くらいになりますが,はっきりいってありすぎです(笑)
      何者かが既に人類を改造していたようですね.

      #allegeやslashdotはなかった・・・
      --
      kaho
      親コメント
    • いわゆるバーコードハゲと言われる人たちはそれに該当する?
      頭部からもちゃんとリーダーで読み取れれば数バイトくらいは記憶できるでしょう。
      しかしひとたび風が吹いたらデータクラッシュですな(笑

      まぁ、該当するとなる彼らはバクテリアではないんだけど。

      ---
      我が精子の中にはアレゲなの文字が有ると信じているのでAC
  • メッセージを含んだ枯草菌は完全に隔離してなきゃ識別できなくなりそうだけど、
    その菌を隔離する環境は、過酷な状態とやらで数百年も持つのだろうか。
    • ゲノムにメッセージが埋め込まれた枯草菌は3種類の抗生物質(クロラムフェニコール・エリスロマイシン・テトラサイクリン)に耐性なので、他の細菌(ふつうは抗生物質感受性)と混ざっちゃってても、枯草菌が胞子になってれば、
      ①煮沸する(これで胞子にならない細菌はほとんど死ぬ。枯草菌胞子は生き残る)
      ②抗生物質3種類入りの培地で飼う(胞子から発芽した細菌のうち、耐性菌でないものは生えてこない)
      という2段階の方法で、メッセージ入りの菌の候補をかなり絞り込めるのではないかと思います。

      ま、抗生物質耐性遺伝子が機能を失ってるような状況では無力なのですが。
      親コメント
  • 同じDNAつか塩基を持った菌がひとつのシャーレにうん十万匹とか繁殖しちゃんだよね。きっと。
    ひとつのシャーレに同じ4bitデータがわしゃわしゃあるから保管性はいいかもしれんが...
  • by tsubone (3599) on 2007年02月21日 10時36分 (#1114031) 日記
    パンの表面に日本語で直接書くのかと思った…
  • by koduckin (15749) on 2007年02月21日 10時54分 (#1114049)
    XXXの数十億円の遺産はスイス銀行に預けられている。
    そのパスワードは、とある納豆菌のDNAに書かれている。
    そこで君の使命だが、問題の納豆を東側(死語)よりも早く入手して欲しい。

    # なお、このタレコミは自動的に消滅する・・・
  • by MoKiTi (31061) on 2007年02月21日 11時44分 (#1114095)
    ドラクエ10は枯草菌バックアップで。

    おきのどくですが あなたのこそうきんは ぜつめつしてしまいました
  • by s02222 (20350) on 2007年02月21日 16時40分 (#1114319)
    流出すると取り返しの付かなさがP2Pどころじゃないですね。

    # 機密情報が混入した可能性がある納豆を店頭から回収・・・とか。
  • by kikki (30639) on 2007年02月21日 22時37分 (#1114485)
    もういろんな生命に暗号情報が書き込まれているかも。
    #「誰が」「何を」は不問
  • by Anonymous Coward on 2007年02月21日 2時15分 (#1113879)
    人間でも腕とかにバーコードの刺青をしてデータを保存している人いますよね。
    何年持つかわかりませんが。

    #QRコードの刺青をしている人は見たことがない
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