Kľúčové poznatky
- Výskumníci našli spôsob, ako rozšíriť schopnosť DNA uchovávať informácie.
- Je to súčasť snahy využiť DNA na ukladanie počítačových údajov.
-
Údaje uložené v úložisku DNA by sa potenciálne dali získať po tisícoch rokov.
Jedného dňa možno budete môcť nahradiť svoj pevný disk úložným zariadením vyrobeným z DNA a môže to byť dlhodobý spôsob ukladania informácií.
Výskumníci nedávno vymysleli metódu na rozšírenie úložiska údajov DNA umelým rozšírením abecedy DNA. Je to súčasť širokého úsilia využiť DNA na uchovávanie počítačových informácií.
„DNA je 1 miliónkrát hustejšia ako najhustejšie bežné digitálne pamäťové zariadenie,“povedal pre Lifewire v e-mailovom rozhovore Luis Ceze, profesor informatiky a inžinierstva, ktorý študuje ukladanie DNA na University of Washington.
Skladovanie s dlhou životnosťou
DNA obsahuje štyri chemikálie – adenín, guanín, cytozín a tymín – často označované iniciálami A, G, C a T. Tvoria známu dvojitú špirálu do kombinácií, ktoré vedci dokážu dekódovať alebo sekvenovať. Výskumníci rozšírili už tak širokú kapacitu DNA na ukladanie informácií pridaním siedmich syntetických nukleobáz k existujúcej štvorpísmenovej zostave.
"Predstavte si anglickú abecedu," uviedla v tlačovej správe Kasra Tabatabaei, výskumníčka z Beckmanovho inštitútu pre pokročilú vedu a technológiu a spoluautorka tejto štúdie. "Ak by ste mali použiť iba štyri písmená, mohli by ste vytvoriť len toľko slov. Ak by ste mali celú abecedu, mohli by ste vytvárať neobmedzené kombinácie slov. Tak je to aj s DNA. Namiesto prevodu núl a jednotiek na A, G, C a T môžeme previesť nuly a jednotky na A, G, C, T a sedem nových písmen v abecede úložiska."
Výskumný tím bol prvý, kto použil chemicky modifikované nukleotidy na ukladanie informácií v DNA, ale museli nájsť nový spôsob, ako to interpretovať. Spojili strojové učenie a umelú inteligenciu (AI), aby vyvinuli metódu spracovania čítania sekvencie DNA na detekciu modifikovaných chemikálií od prírodných.
"Vyskúšali sme 77 rôznych kombinácií 11 nukleotidov a naša metóda bola schopná každú z nich dokonale rozlíšiť," Chao Pan, postgraduálny študent na University of Illinois Urbana-Champaign a spoluautor tejto štúdie, uvádza sa v tlačovej správe. „Rámec hlbokého učenia ako súčasť našej metódy identifikácie rôznych nukleotidov je univerzálny, čo umožňuje zovšeobecniť náš prístup k mnohým ďalším aplikáciám.“
Jedným bodom v prospech DNA ako pamäťového média je jej trvanlivosť. "Myslite na 1000 rokov - pamätajte na starodávnu DNA, ktorá bola nájdená," povedala Ceze.
DNA sa nikdy nestane zastaranou.
Vedci môžu sekvenovať skamenené vlákna, aby odhalili genetickú históriu a vdýchli život dávno strateným krajinám.
„V čase, keď čelíme bezprecedentným klimatickým výzvam, nemožno preceňovať dôležitosť technológií udržateľného skladovania,“povedala Olgica Milenkovic, profesorka elektrotechniky a počítačového inžinierstva a spoluautorka štúdie. nové vydanie. „Objavujú sa nové, zelené technológie pre záznam DNA, vďaka ktorým bude molekulárne ukladanie v budúcnosti ešte dôležitejšie.“
Ukladanie všetkých našich vecí
DNA by mohla byť ideálnym miestom na uchovávanie narastajúcich údajov ľudstva. Nedávna správa odhaduje, že v roku 2020 ľudia vygenerovali údaje zodpovedajúce 400 miliardám terabajtov alebo 40 „škatúľ od topánok“úložného priestoru DNA.
Prax ukladania informácií o DNA sa približuje realite. "Na ukladanie malých cenných údajov je dnes DNA životaschopná - predstavte si 100 MB," povedal Ceze.
Pätnásť technologických spoločností a inštitúcií minulý rok vytvorilo alianciu na zlepšenie ukladania údajov DNA. Microsoft uviedol, že predviedol plne automatizovaný systém schopný ukladať a získavať dáta z DNA; spoločnosť tiež uložila 1 GB údajov v DNA a obnovila ich.
Ale Ceze predpovedá, že uplynie päť až desať rokov, kým bude DNA konkurovať bežným zálohovacím riešeniam, ako sú optické pevné disky. Za posledné tri roky došlo k explózii záujmu o technológiu, "DNA nikdy nezostarne," povedala Ceze. "Je tu prirodzená 'vzduchová medzera', ktorá je žiaduca pre bezpečnosť. [Ale] toto sú veľmi žiaduce vlastnosti na dlhodobé skladovanie."
