Зображення: Університет Міссурі
Технологія зберігання в ДНК вийшла на новий етап розвитку: вчені зі США створили цифровий “жорсткий диск” із функцією перезапису, який дозволить зберігати й навіть редагувати інформацію на молекулярному рівні — швидше і точніше, ніж будь-коли раніше.
Ідея використання ДНК як носія даних була вперше запропонована у 1959 році американським фізиком Річардом Фейнманом. Відтоді концепцію постійно розглядали й тестували як рішення для зберігання великих обсягів даних за допомогою нуклеїнових кислот.
Утім, одне з головних обмежень полягало в тому, що записану інформацію неможливо було відредагувати. Альтернативне рішення надійшло від дослідників з Університету Міссурі в Колумбії. Команда створила систему, яка дозволяє стирати й перезаписувати інформацію, закодовану в ДНК. Фактично, перетворюючи концепцію з одноразового носія в повноцінний цифровий накопичувач з функцією перезапису.
“ДНК неймовірна — вона зберігає “інструкцію” життя в крихітному, стабільному корпусі”, — каже Лі-Цюнь “Ендрю” Гу, доктор філософії та професор хімічної та біомедичної інженерії в Університеті Міссурі.
Лі пояснює: якщо сучасні комп’ютери зберігають дані у вигляді послідовності нулів та одиниць, то у випадку ДНК біти перетворюються на послідовності літер A, C, G та T — чотири азотисті основи, які формують генетичний код.
Щільність зберігання в ДНК настільки висока, що теоретично всі дані світу могли б поміститися в одній коробці для взуття. За умов зберігання в сухому та прохолодному середовищі ДНК може залишатися стабільною тисячі років. До того ж, що дуже актуально в наш час, споживає менше енергії за традиційні центри обробки даних.
Метод Лі усуває обмеження на “незмінність” запису ДНК і фактично дозволяє діяти як сучасний жорсткий диск, разом зі зберіганням всіх перелічених вище переваг. Для цього був розроблений компактний електронний пристрій в поєднанні з молекулярним детектором, який називається нанопоровим сенсором. Коли молекула ДНК проходить через нього, виникають незначні електричні сигнали, які програмне забезпечення перетворює назад на нулі та одиниці та, зрештою, на вихідний файл даних.
За словами розробників, система працює швидше, простіше та екологічніше за наявні методи. В довгостроковій перспективі її планують мініатюризувати до формату USB-накопичувача.
Як відомо, ДНК зберігає інформацію у тривимірній структурі, а не на плоских мікросхемах, тим самим забезпечуючи надзвичайну щільність запису. А оскільки вона існує як фізична молекула, а не постійно підключена електронна система, такий носій менш вразливий до кібератак.
“Уявіть, що це ніби надзахищений сейф для вашого цифрового життя”, — заявив Лі. “Зберігання ДНК може захистити все: від особистих спогадів і важливих документів до наукових даних і корпоративних архівів — без додаткових проблем кібербезпеки”.
Дослідження було опубліковано в журналі PNAS Nexus.
Джерело: Interesting Engineering, Університет Міссурі
Контент сайту призначений для осіб віком від 21 року. Переглядаючи матеріали, ви підтверджуєте свою відповідність віковим обмеженням.
Cуб'єкт у сфері онлайн-медіа; ідентифікатор медіа - R40-06029.