Ключевые выводы
- Исследователи нашли способ увеличить способность ДНК хранить информацию.
- Это часть усилий по использованию ДНК для хранения компьютерных данных.
-
Данные, хранящиеся в хранилище ДНК, потенциально могут быть восстановлены через тысячи лет.
Возможно, однажды вы сможете заменить свой жесткий диск устройством для хранения данных, сделанным из ДНК, и это может стать долговечным способом хранения информации.
Исследователи недавно разработали метод расширения хранилища данных ДНК путем искусственного расширения алфавита ДНК. Это часть обширных усилий по использованию ДНК для хранения компьютерной информации.
«ДНК в 1 миллион раз плотнее, чем самое плотное цифровое запоминающее устройство», - сказал в интервью Lifewire Луис Сезе, профессор информатики и инженерии, изучающий хранение ДНК в Вашингтонском университете.
Длительное хранение
ДНК содержит четыре химических вещества - аденин, гуанин, цитозин и тимин, часто обозначаемые буквами A, G, C и T. Они образуют знаменитую двойную спираль в комбинации, которые ученые могут расшифровать или упорядочить. Исследователи расширили и без того широкие возможности ДНК для хранения информации, добавив семь синтетических азотистых оснований к существующей четырехбуквенной линейке.
«Представьте себе английский алфавит», - сказала в пресс-релизе Касра Табатабаи, исследователь из Института передовых наук и технологий Бекмана и соавтор этого исследования. «Если бы у вас было только четыре буквы, вы могли бы составить только определенное количество слов. Если бы у вас был полный алфавит, вы могли бы создавать неограниченное количество комбинаций слов. То же самое и с ДНК. Вместо того, чтобы преобразовывать нули и единицы в A, G, C и T, мы можем преобразовать нули и единицы в A, G, C, T и семь новых букв в алфавите хранения."
Исследовательская группа первой использовала химически модифицированные нуклеотиды для хранения информации в ДНК, но им пришлось найти новый способ ее интерпретации. Они объединили машинное обучение и искусственный интеллект (ИИ) для разработки метода обработки считывания последовательности ДНК, чтобы отличать модифицированные химические вещества от природных.
«Мы испробовали 77 различных комбинаций 11 нуклеотидов, и наш метод смог идеально отличить каждую из них», - Чао Пан, аспирант Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и соавтор этого исследования. исследования», - говорится в сообщении. «Структура глубокого обучения как часть нашего метода идентификации различных нуклеотидов является универсальной, что позволяет обобщать наш подход во многих других приложениях».
Одним из преимуществ ДНК как носителя информации является ее долговечность. «Подумайте о тысячах лет - вспомните древнюю ДНК, которая была найдена», - сказал Сезе.
ДНК никогда не устареет.
Ученые могут секвенировать окаменелые нити, чтобы раскрыть генетическую историю и вдохнуть жизнь в давно потерянные ландшафты.
«В то время, когда мы сталкиваемся с беспрецедентными климатическими проблемами, невозможно переоценить важность устойчивых технологий хранения данных», - заявила Ольгица Миленкович, профессор электротехники и вычислительной техники и соавтор исследования. выпуск новостей. «Появляются новые экологически чистые технологии для записи ДНК, которые сделают молекулярное хранение еще более важным в будущем».
Хранение всех наших вещей
ДНК может быть идеальным местом для хранения данных человечества. По оценкам недавнего отчета, в 2020 году люди сгенерировали данные, эквивалентные 400 миллиардам терабайт или 40 «коробкам из-под обуви» для хранения данных ДНК.
Практика хранения вашей информации на ДНК становится все ближе к реальности. «Для хранения небольших ценных данных сегодня подходит ДНК - подумайте о сотнях мегабайт», - сказал Цезе.
Пятнадцать технологических компаний и учреждений в прошлом году сформировали альянс для улучшения хранения данных ДНК. Microsoft заявила, что продемонстрировала полностью автоматизированную систему, способную хранить и извлекать данные из ДНК; компания также сохранила 1 ГБ данных в ДНК и восстановила их.
Но Ceze прогнозирует, что пройдет от 5 до 10 лет, прежде чем DNA сможет конкурировать с основными решениями для резервного копирования, такими как оптические жесткие диски. За последние три года произошел взрыв интереса к этой технологии, «ДНК никогда не устареет», - сказал Сезе. «Существует естественный «воздушный зазор», который желателен для безопасности. [Но] это очень желательные свойства для длительного хранения».
