Võtmed kaasavõtmiseks
- Teadlased on leidnud viisi, kuidas laiendada DNA võimet hoida teavet.
- See on osa jõupingutustest kasutada DNA-d arvutiandmete salvestamiseks.
-
DNA-salves olevaid andmeid saab potentsiaalselt taastada tuhandete aastate pärast.
Teil võib ühel päeval olla võimalik oma kõvaketas asendada DNA-st valmistatud salvestusseadmega ja see võib olla kauakestev viis teabe salvestamiseks.
Teadlased töötasid hiljuti välja meetodi DNA andmesalvestuse laiendamiseks DNA tähestiku kunstliku laiendamise teel. See on osa ulatuslikust jõupingutusest kasutada DNA-d arvutiteabe hoidmiseks.
"DNA on miljon korda tihedam kui kõige tihedam tavapärane digitaalne salvestusseade," ütles Washingtoni ülikoolis DNA salvestamist uuriv arvutiteaduse ja inseneriteaduse professor Luis Ceze Lifewire'ile e-posti intervjuus.
Kauakestev salvestusruum
DNA sisaldab nelja kemikaali – adeniini, guaniini, tsütosiini ja tümiini – millele sageli viidatakse initsiaalidega A, G, C ja T. Need moodustavad kuulsa topeltheeliksi kombinatsioonideks, mida teadlased saavad dekodeerida või järjestada. Teadlased laiendasid DNA niigi laialdast teabesalvestusvõimet, lisades olemasolevale neljatähelisele valikule seitse sünteetilist nukleoalust.
"Kujutage ette ingliskeelset tähestikku," ütles Kasra Tabatabaei, Beckmani kõrgtehnoloogilise teaduse ja tehnoloogia instituudi teadur ja selle uuringu kaasautor, pressiteates. "Kui teil oleks kasutada ainult nelja tähte, saaksite luua ainult nii palju sõnu. Kui teil oleks täielik tähestik, saaksite luua piiramatuid sõnaühendeid. Sama on DNA-ga. Selle asemel, et teisendada nullid ja ühed A-ks, G-ks, C-ks ja T-ks, saame teisendada nullid ja ühed A-ks, G-ks, C-ks, T-ks ja salvestustähestiku seitsmeks uueks täheks."
Uurimisrühm oli esimene, kes kasutas DNA-s teabe salvestamiseks keemiliselt modifitseeritud nukleotiide, kuid nad pidid leidma selle tõlgendamiseks uue viisi. Nad ühendasid masinõppe ja tehisintellekti (AI), et töötada välja DNA järjestuse lugemise töötlemise meetod, et tuvastada looduslikest kemikaalidest modifitseeritud kemikaale.
"Proovisime 11 nukleotiidi 77 erinevat kombinatsiooni ja meie meetod suutis neid suurepäraselt eristada," ütles Chao Pan, Illinoisi Urbana-Champaigni ülikooli magistrant ja selle teema kaasautor. uuring, ütles pressiteates. "Meie erinevate nukleotiidide tuvastamise meetodi osana olev süvaõpperaamistik on universaalne, mis võimaldab meie lähenemisviisi üldistada paljudele teistele rakendustele."
Üks punkt DNA kui andmekandja kasuks on selle vastupidavus. "Mõelge 1000. aastate taha – pidage meeles iidset leitud DNA-d," ütles Ceze.
DNA ei vanane kunagi.
Teadlased saavad järjestada kivistunud ahelaid, et avastada geneetilist ajalugu ja hingata elu ammu kadunud maastikele.
"Ajal, mil seisame silmitsi enneolematute kliimaprobleemidega, ei saa säästvate salvestustehnoloogiate tähtsust ülehinnata," ütles uuringu kaasautor Olgica Milenkovic, elektri- ja arvutitehnika professor. pressiteade. "DNA salvestamiseks on esile kerkimas uued rohelised tehnoloogiad, mis muudavad molekulaarse salvestamise tulevikus veelgi olulisemaks."
Meie kraami talletamine
DNA võib olla ideaalne koht inimkonna kasvavate andmete hoidmiseks. Hiljuti avaldatud aruande kohaselt genereerisid inimesed 2020. aastal andmeid, mis on võrdväärsed 400 miljardi terabaidiga või 40 "kingakasti" DNA-andmete salvestusruumiga.
Teabe DNA-sse salvestamise praktika läheneb tegelikkusele. "Väikeste väärtuslike andmete salvestamiseks on DNA tänapäeval elujõuline – mõelge 100 MB-le," ütles Ceze.
Viisteist tehnoloogiaettevõtet ja asutust moodustasid eelmisel aastal liidu DNA andmete salvestamise edendamiseks. Microsoft teatas, et on demonstreerinud täielikult automatiseeritud süsteemi, mis on võimeline DNA-st andmeid salvestama ja se alt välja otsima; ettevõte on ka DNA-sse salvestanud 1 GB andmeid ja need taastanud.
Kuid Ceze ennustab, et läheb viis kuni kümme aastat, enne kui DNA suudab konkureerida tavapäraste varunduslahendustega, nagu optilised kõvakettad. Viimase kolme aasta jooksul on huvi tehnoloogia vastu plahvatuslikult kasvanud, "DNA ei vanane kunagi," ütles Ceze. "Seal on loomulik "õhuvahe", mis on turvalisuse tagamiseks soovitav. [Kuid] need on pikaajaliseks ladustamiseks väga soovitavad omadused."
