Keeawayt
- Tutkijat ovat löytäneet tavan laajentaa DNA:n kykyä säilyttää tietoa.
- Se on osa pyrkimystä käyttää DNA:ta tietokonetietojen tallentamiseen.
-
DNA-varastossa olevat tiedot voidaan mahdollisesti palauttaa tuhansien vuosien jälkeen.
Voit jonakin päivänä pystyä korvaamaan kovalevysi DNA:sta valmistetulla tallennuslaitteella, ja se voi olla pitkäikäinen tapa tallentaa tietoja.
Tutkijat kehittivät äskettäin menetelmän laajentaa DNA:n datavarastoa laajentamalla keinotekoisesti DNA:n aakkoset. Se on osa laajaa pyrkimystä käyttää DNA:ta tietokonetietojen säilyttämiseen.
"DNA on miljoona kertaa tiheämpi kuin tihein v altavirran digitaalinen tallennuslaite", Luis Ceze, tietojenkäsittelytieteen ja tekniikan professori, joka tutkii DNA:n varastointia Washingtonin yliopistossa, kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa.
Pitkäaikainen säilytys
DNA sisältää neljää kemikaalia - adeniinia, guaniinia, sytosiinia ja tymiiniä, joihin viitataan usein alkukirjaimilla A, G, C ja T. Ne muodostavat kuuluisan kaksoiskierteen yhdistelmiksi, jotka tiedemiehet voivat purkaa tai sekvensoida. Tutkijat laajensivat DNA:n jo ennestään laajaa tiedontallennuskapasiteettia lisäämällä seitsemän synteettistä nukleoemästä olemassa olevaan nelikirjaimiin.
"Kuvittele englannin aakkoset", Kasra Tabatabaei, Beckman Institute for Advanced Science and Technology -instituutin tutkija ja tämän tutkimuksen toinen kirjoittaja, sanoi lehdistötiedotteessa. "Jos sinulla olisi käytössäsi vain neljä kirjainta, voisit luoda vain niin monta sanaa. Jos sinulla olisi koko aakkoset, voisit tuottaa rajattomasti sanayhdistelmiä. Sama koskee DNA:ta. Sen sijaan, että muuttaisimme nollia ja ykkösiä A:ksi, G:ksi, C:ksi ja T:ksi, voimme muuntaa nollia ja ykkösiä A:ksi, G:ksi, C:ksi, T:ksi ja tallennusaakkoston seitsemään uuteen kirjaimeen."
Tutkijaryhmä käytti ensimmäisenä kemiallisesti muunnettuja nukleotideja tiedon tallentamiseen DNA:han, mutta heidän oli löydettävä uusi tapa tulkita sitä. He yhdistivät koneoppimisen ja tekoälyn kehittääkseen DNA-sekvenssin lukuprosessointimenetelmän muunnettujen kemikaalien havaitsemiseksi luonnollisista kemikaaleista.
"Kokeilimme 77 erilaista 11 nukleotidin yhdistelmää, ja menetelmämme pystyi erottamaan ne kaikki täydellisesti", Chao Pan, Illinoisin yliopiston Urbana-Champaignin jatko-opiskelija ja tämän kirjoittaja. tutkimuksessa, sanoi tiedotteessa. "Syväoppimiskehys osana menetelmäämme tunnistaa erilaisia nukleotideja on universaali, mikä mahdollistaa lähestymistapamme yleistettävyyden moniin muihin sovelluksiin."
Yksi piste DNA:n eduksi tallennusvälineenä on sen kestävyys. "Ajattele 1000 vuotta - muista muinainen DNA, joka on löydetty", Ceze sanoi.
DNA ei vanhene koskaan.
Tutkijat voivat sekvensoida kivettyneet säikeet paljastaakseen geneettisen historian ja puh altaakseen elämää kauan kadoksissa oleviin maisemiin.
"Aikana, jolloin kohtaamme ennennäkemättömiä ilmastohaasteita, kestävien varastointitekniikoiden merkitystä ei voi yliarvioida", sanoi sähkö- ja tietokonetekniikan professori Olgica Milenkovic tutkimuksen kirjoittajassa. lehdistötiedote. "Uusia, vihreitä DNA-tallennustekniikoita on syntymässä, mikä tekee molekyylien varastoinnista entistä tärkeämpää tulevaisuudessa."
Kaikkien tavaroiden säilyttäminen
DNA voisi olla täydellinen paikka säilyttää ihmiskunnan kasvavat tiedot. Tuoreen raportin arvioiden mukaan vuonna 2020 ihmiset tuottivat dataa, joka vastaa 400 miljardia teratavua tai 40 "kenkälaatikkoa" DNA-tietojen tallennusta.
Tietojen tallentaminen DNA:han lähestyy todellisuutta. "DNA on käyttökelpoinen pienten arvokkaiden tietojen tallentamiseen nykyään - ajattele 100 MB:tä", Ceze sanoi.
Viisitoista teknologiayritystä ja laitosta muodostivat viime vuonna liiton DNA-tietojen tallennuksen edistämiseksi. Microsoft kertoi osoittaneensa täysin automatisoidun järjestelmän, joka pystyy tallentamaan ja hakemaan tietoja DNA:sta; yritys on myös tallentanut DNA:han 1 Gt tietoa ja palauttanut sen.
Mutta Ceze ennustaa, että kestää 5–10 vuotta, ennen kuin DNA pystyy kilpailemaan v altavirran varmuuskopiointiratkaisujen, kuten optisten kiintolevyjen, kanssa. Viimeisten kolmen vuoden aikana kiinnostus tekniikkaa kohtaan on kasvanut räjähdysmäisesti, "DNA ei koskaan vanhene", Ceze sanoi. "Siellä on luonnollinen "ilmarako", joka on toivottavaa turvallisuuden vuoksi. [Mutta] nämä ovat erittäin toivottavia ominaisuuksia pitkäaikaista varastointia varten."
