Ključni izsledki
- Raziskovalci so našli način za razširitev zmožnosti DNK za shranjevanje informacij.
- To je del prizadevanj za uporabo DNK za shranjevanje računalniških podatkov.
-
Podatke, shranjene v shrambi DNK, bi bilo mogoče pridobiti po več tisoč letih.
Morda boste nekega dne lahko zamenjali svoj trdi disk s shranjevalno napravo, izdelano iz DNK, in to bi lahko bil dolgotrajen način za shranjevanje informacij.
Raziskovalci so pred kratkim razvili metodo za razširitev shranjevanja podatkov DNK z umetno razširitvijo abecede DNK. To je del širokega prizadevanja za uporabo DNK za shranjevanje računalniških informacij.
"DNK je 1-milijonkrat gostejša od najgostejše običajne digitalne naprave za shranjevanje," je za Lifewire v intervjuju po e-pošti povedal Luis Ceze, profesor računalništva in tehnike, ki preučuje shranjevanje DNK na Univerzi v Washingtonu.
Dolgotrajno shranjevanje
DNK vsebuje štiri kemikalije – adenin, gvanin, citozin in timin – ki se pogosto omenjajo z začetnicami A, G, C in T. Tvorijo znamenito dvojno vijačnico v kombinacije, ki jih lahko znanstveniki dekodirajo ali zaporedijo. Raziskovalci so razširili že tako široko zmogljivost DNK za shranjevanje informacij z dodajanjem sedmih sintetičnih nukleobaz v obstoječo linijo štirih črk.
"Predstavljajte si angleško abecedo," je v sporočilu za javnost povedala Kasra Tabatabaei, raziskovalka na Inštitutu za napredno znanost in tehnologijo Beckman in soavtorica te študije. "Če bi imeli samo štiri črke za uporabo, bi lahko ustvarili le toliko besed. Če bi imeli celotno abecedo, bi lahko ustvarili neomejene kombinacije besed. Enako je z DNK. Namesto pretvarjanja ničel in enic v A, G, C in T, lahko pretvorimo ničle in enice v A, G, C, T in sedem novih črk v abecedi za shranjevanje."
Raziskovalna skupina je prva uporabila kemično spremenjene nukleotide za shranjevanje informacij v DNK, vendar so morali najti nov način za njihovo interpretacijo. Združili so strojno učenje in umetno inteligenco (AI), da bi razvili metodo obdelave odčitavanja zaporedja DNK za odkrivanje spremenjenih kemikalij iz naravnih.
"Poskusili smo 77 različnih kombinacij 11 nukleotidov in naša metoda je lahko popolnoma razlikovala vsakega od njih," Chao Pan, podiplomski študent na Univerzi Illinois Urbana-Champaign in soavtor tega študija, je zapisano v sporočilu za javnost. "Ogrodje globokega učenja kot del naše metode za prepoznavanje različnih nukleotidov je univerzalno, kar omogoča posplošljivost našega pristopa na številne druge aplikacije."
Ena točka v prid DNK kot medija za shranjevanje je njegova vzdržljivost. "Pomislite na 1000 let - spomnite se starodavne DNK, ki je bila najdena," je rekel Ceze.
DNK ne bo nikoli zastarela.
Znanstveniki lahko sekvencirajo fosilizirane niti, da odkrijejo genetsko zgodovino in vdahnejo življenje dolgo izgubljenim pokrajinam.
»V času, ko se soočamo s podnebnimi izzivi brez primere, pomena trajnostnih tehnologij shranjevanja ni mogoče preceniti,« je v sporočilo za javnost. "Pojavljajo se nove, zelene tehnologije za snemanje DNK, zaradi katerih bo molekularno shranjevanje v prihodnosti še pomembnejše."
Shranjevanje vseh naših stvari
DNK bi lahko bil popoln kraj za shranjevanje rastočih podatkov človeštva. Nedavno poročilo ocenjuje, da so ljudje leta 2020 ustvarili podatke, ki ustrezajo 400 milijardam terabajtov ali 40 'škatel za čevlje' shranjevanja podatkov DNK.
Praksa shranjevanja vaših podatkov v DNK je vse bližje realnosti. "Za shranjevanje majhnih dragocenih podatkov je DNK danes uspešen - pomislite na 100 MB-jev," je dejal Ceze.
Petnajst tehnoloških podjetij in ustanov je lani sklenilo zavezništvo za napredek shranjevanja podatkov DNK. Microsoft je dejal, da je pokazal popolnoma avtomatiziran sistem, ki je sposoben shranjevanja in pridobivanja podatkov iz DNK; podjetje je prav tako shranilo 1 GB podatkov v DNK in jih obnovilo.
Toda Ceze napoveduje, da bo minilo pet do deset let, preden bo DNK lahko tekmoval z glavnimi rešitvami za varnostno kopiranje, kot so optični trdi diski. V zadnjih treh letih je prišlo do eksplozije zanimanja za tehnologijo, "DNK ne bo nikoli zastarela," je rekel Ceze. "Obstaja naravna 'zračna reža', ki je zaželena zaradi varnosti. [Vendar] so to zelo zaželene lastnosti za dolgoročno shranjevanje."
