W DNA można zapisywać dane jak na dysku twardym

DNA jako nośnik pamięci. Komercjalizacja coraz bliżej

Czy w przyszłości klasyczne dyski twarde zostaną zastąpione przez biologiczne nośniki pamięci? Naukowcy twierdzą, że są coraz bliżej komercjalizacji technologii wykorzystania DNA do przechowywania danych.

Z klasycznymi dyskami twardymi jest sporo problemów. Są albo nieporęczne, albo wadliwe, albo niewystarczająco pojemne. Według naukowców, dane zapisywane w DNA mogłyby rozwiązać wszystkie te problemy, a ponadto – wytrzymać tysiące lat. Jak daleko jesteśmy od realizacji tego celu? Wydaje się, że coraz bliżej. Zespół uczonych z Atlanty opracował chip, który może ulepszyć istniejące formy przechowywania DNA aż 100 razy.

Gęstość zapisu na naszym nowym chipie jest około 100x większa niż w obecnych urządzeniach komercyjnych, więc po dodaniu całej elektroniki sterującej – co robimy w ciągu najbliższego roku programu – spodziewamy się czegoś w rodzaju 100-krotnej poprawy w stosunku do istniejącej technologii przechowywania danych DNA.

Nicholas Guise z Georgia Tech Research Institute (GTRI)

Jak zapisać dane w DNA?

Nowo zaprezentowana technologia polega na hodowaniu unikalnych nici DNA, w których dane są zapisywane w obrębie zasad azotowych (adeniny, cytozyny, guaniny i tyminy). Dokonuje się tego w sposób analogiczny do ciągów zer i jedynek (kod binarny).

Istnieją różne sposoby przechowywania informacji w DNA – zero z kodu binarnego może być reprezentowane przez adeninę lub cytozynę, a jedynka przez guaninę lub tyminę. Naukowcy przewidują, że gdyby sformatować DNA, każdy film, jaki kiedykolwiek powstał, zmieściłby się w objętości mniejszej niż kostka cukru. Nie powinno zatem dziwić, że DNA uznaje się za nośnik danych przyszłości.

Mikrochip będzie wykorzystywany do równoległego hodowania wielu nici DNA

Struktury na chipie używane do hodowania DNA nazywa się mikrokomórkami – mają one głębokość kilkuset nanometrów – to mniej niż grubość kartki papieru.

Prototyp mikrochipa stworzony w Atlancie ma powierzchnię ok. 2,5 cm2 i zawiera wiele mikrokomórek, co umożliwia równoległą syntezę kilku nici DNA. To z kolei przekłada się na hodowlę większych ilości DNA w krótszym czasie i uzyskanie nośnika o większej gęstości.

Czytaj też: Decyzję podejmie za nas algorytm. Polak stworzył rozwiązanie inspirowane DNA

Ponieważ jest to prototyp, nie wszystkie mikrokomórki są podłączone. Oznacza to, że całkowita ilość danych, które mogą być zapisane, jest mniejsza niż to, co można osiągnąć. Obecny rekord dla cyfrowego przechowywania danych w DNA wynosi ok. 200 MB, a synteza trwa ok. 24 godzin. Technologia pozwala na zapis 100 razy więcej danych DNA w tym samym czasie.

Czy DNA zastąpi serwery?

Nie ma co się spodziewać, że DNA zastąpi tradycyjne nośniki danych, przynajmniej na razie. Ze względu na czas potrzebny do odczytania sekwencji, technika ta będzie najbardziej przydatna w przypadku informacji, które muszą być dostępne przez długi czas, ale nie trzeba mieć częstego dostępu.

Reklama

W przypadku DNA tak długo, jak utrzymujesz wystarczająco niską temperaturę, dane przetrwają tysiące lat, więc koszt ich posiadania spada niemal do zera. Koszty są wysokie, aby zapisać DNA, a następnie aby je odczytać. Jeśli uda nam się sprawić, że koszt tej technologii będzie konkurencyjny w stosunku do kosztu zapisu danych magnetycznie, koszt przechowywania i utrzymywania informacji w DNA przez wiele lat powinien być niższy.

Nicholas Guise