Klíčové poznatky
- Výzkumníci našli způsob, jak rozšířit schopnost DNA uchovávat informace.
- Je to součást snahy využít DNA pro ukládání počítačových dat.
-
Data uložená v úložišti DNA by mohla být potenciálně získatelná po tisících let.
Jednoho dne možná budete moci nahradit svůj pevný disk úložným zařízením vyrobeným z DNA a mohl by to být dlouhodobý způsob ukládání informací.
Výzkumníci nedávno vymysleli metodu, jak rozšířit úložiště dat DNA umělým rozšířením abecedy DNA. Je to součást široké snahy využít DNA k uchovávání počítačových informací.
"DNA je 1 milionkrát hustší než nejhustší mainstreamová digitální paměťová zařízení," řekl Lifewire v e-mailovém rozhovoru Luis Ceze, profesor počítačových věd a inženýrství, který studuje ukládání DNA na University of Washington.
Dlouhotrvající úložiště
DNA obsahuje čtyři chemikálie – adenin, guanin, cytosin a thymin – často označované iniciálami A, G, C a T. Tvoří slavnou dvojitou šroubovici do kombinací, které vědci mohou dekódovat nebo sekvenovat. Výzkumníci rozšířili již tak širokou kapacitu DNA pro ukládání informací přidáním sedmi syntetických nukleobází do stávající čtyřpísmenné řady.
"Představte si anglickou abecedu," uvedla v tiskové zprávě Kasra Tabatabaei, výzkumnice z Beckman Institute for Advanced Science and Technology a spoluautorka této studie. "Kdybyste měli k dispozici pouze čtyři písmena, mohli byste vytvořit jen tolik slov. Kdybyste měli celou abecedu, mohli byste vytvářet neomezené kombinace slov."S DNA je to stejné. Místo převodu nul a jedniček na A, G, C a T můžeme převést nuly a jedničky na A, G, C, T a sedm nových písmen v abecedě úložiště."
Výzkumný tým byl první, kdo použil chemicky upravené nukleotidy pro ukládání informací v DNA, ale musel najít nový způsob, jak to interpretovat. Spojili strojové učení a umělou inteligenci (AI) a vyvinuli metodu zpracování načtení sekvence DNA pro detekci modifikovaných chemikálií od přírodních.
"Vyzkoušeli jsme 77 různých kombinací 11 nukleotidů a naše metoda dokázala každou z nich dokonale odlišit," Chao Pan, postgraduální student na University of Illinois Urbana-Champaign a spoluautor této studie, uvedl v tiskové zprávě. „Rámec hlubokého učení jako součást naší metody identifikace různých nukleotidů je univerzální, což umožňuje zobecnění našeho přístupu k mnoha dalším aplikacím.“
Jedním bodem ve prospěch DNA jako paměťového média je její trvanlivost. "Přemýšlejte 1000 let - vzpomeňte si na prastarou DNA, která byla nalezena," řekl Ceze.
DNA nikdy nezestárne.
Vědci mohou sekvenovat zkamenělá vlákna, aby odhalili genetickou historii a vdechli život dávno ztraceným krajinám.
„V době, kdy čelíme bezprecedentním klimatickým výzvám, nelze důležitost technologií udržitelného skladování přeceňovat,“řekla Olgica Milenkovic, profesorka elektrotechniky a počítačového inženýrství a spoluautorka studie. tisková zpráva. „Objevují se nové, zelené technologie pro záznam DNA, díky nimž bude molekulární úložiště v budoucnu ještě důležitější.“
Ukládání všech našich věcí
DNA by mohla být perfektním místem pro uchování narůstajících dat lidstva. Nedávná zpráva odhaduje, že v roce 2020 lidé vygenerovali data odpovídající 400 miliardám terabajtů neboli 40 „krabic od bot“úložiště dat DNA.
Praxe ukládání vašich informací o DNA se přibližuje realitě. „Pro ukládání malých cenných dat je dnes DNA životaschopná – vzpomeňte si na 100 MB,“řekl Ceze.
Patnáct technologických společností a institucí v loňském roce vytvořilo alianci s cílem zlepšit ukládání dat DNA. Microsoft uvedl, že předvedl plně automatizovaný systém schopný ukládat a získávat data z DNA; společnost také uložila 1 GB dat v DNA a obnovila je.
Ale Ceze předpovídá, že uplyne pět až deset let, než bude DNA konkurovat běžným zálohovacím řešením, jako jsou optické pevné disky. V posledních třech letech došlo k explozi zájmu o technologii, "DNA nikdy nezestárne," řekla Ceze. "Existuje přirozená 'vzduchová mezera', která je žádoucí pro bezpečnost. [Ale] to jsou velmi žádoucí vlastnosti pro dlouhodobé skladování."
