Jak DNA może zastąpić dyski twarde

Reading Time: 3 minutes

 

cyfrowe dna

Zdolność naszych cyfrowych urządzeń pamięci masowej wzrosła w ostatnich latach. Jest jednak jeden nośnik pamięci, który wciąż wyklucza nasz szósty stan, a ludzie go nie wymyślili. Nazywa się DNA.

Zespół naukowców próbuje dowiedzieć się, czy cząsteczki podwójnej helisy, które kodują każdą roślinę, zwierzę i mikrobę na planecie Ziemi, mogą być wykorzystane do zachowania naszych danych przez tysiące lat. Na 250. rocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego, Robert Grass z ETH Zurich prezentuje demonstrację technologii. Jego zespół badawczy zdołał zakodować DNA z 83 kilobajtów tekstu z szwajcarskiej karty federalnej z 1291 r. I Metody Archimedesa z 10.

Jak komputery, ale lepiej

cyfrowe dna“Trochę po odkryciu architektury podwójnego helisy DNA ludzie przekonali się, że język kodujący naturę jest bardzo podobny do języka binarnego, którego używamy w komputerach”, powiedziała Grass w oświadczeniu.

Na dyskach twardych używamy zera i innych do reprezentowania danych. W międzyczasie DNA wykorzystuje cztery podstawy chemiczne (A, T, C i G), połączone ze sobą jak szczeble na drabinie z fosforanem cukru. Ma cztery litery zamiast dwóch liczb, ale obie systemy mogą przechowywać nieskończenie złożone permutacje informacji.

Z wyjątkiem tego, że DNA, twierdzi Grass, jest dużo, znacznie lepiej. Dzisiaj dysk twardy wielkości małej książki może wzbogacać około 5 terabajtów danych, a elementy napędowe mogą trwać około 50 lat.

Tymczasem mikroskopijna kropla DNA może zawierać pełną “instrukcję” – miliardy miliardów liter – dla tysięcy organizmów. Teoretycznie Grass mówi, że ułamek uncji DNA może przechowywać ponad 300 000 terabajtów informacji. Jeszcze lepiej, z badań archeologicznych i paleontologicznych, wiemy, że DNA może trwać od setek do tysięcy lat.

Kapsułki czasowe

Zamrożone DNA zablokowane wewnątrz komórek może potrwać kilka tysięcy lat, ale Grass nie widzi powodu, dla którego nie możemy zrobić lepiej. Dlatego jego zespół pakuje DNA w maleńkie, odporne na działanie ciepła kule krzemionkowe. Po wypieczeniu niektórych z tych kul w temperaturze 160ºF przez tydzień – równoważne utrzymaniu ich w temperaturze 50 stopni przez 2000 lat – wewnątrz DNA nadal nie ma błędu. Jedna z tych kapsułek była przechowywana w chłodni, co może potrwać dziesiątki tysięcy, a może nawet miliony lat.

To brzmi obiecująco, ale eksperymentalna technologia wciąż napotyka duże przeszkody. Po pierwsze, archiwa bazujące na DNA nie są jeszcze do przeszukiwania, co stanowi raczej poważny problem pod względem użyteczności. Wyobraź sobie, co za koszmar, jaki ma odzyskać utracony plik na dysku zapasowym, jeśli będziesz musiał przesiać każdy pojedynczy dokument. Potem jest to oszałamiająca cena: Grass twierdzi, że kodowanie i przechowywanie kilku megabajtów danych kosztowałoby tysiąc dolarów.

Ale naukowcy mają nadzieję, że te przeszkody można przezwyciężyć. Zespół Grass pracuje już nad metodami etykietowania konkretnych fragmentów DNA, pierwszym krokiem w kierunku stworzenia przeszukiwalnego archiwum. A ponieważ metody są rafinowane i zautomatyzowane, koszty przechowywania genetycznego mogą znacznie spaść.

dna

Jakiego rodzaju dane chcielibyśmy zapisać na DNA? Grass wyobraża sobie, że mogłoby to pomóc nam śledzić i zachowywać nasze ciągle rozwijające się troves informacji online – na przykład zmiany stron Wikipedia w czasie. Albo cała natura ludzkiej gry online, lub każdy odcinek Doctor Who plus outtakes, aż do końca czasu. Może nawet IRS może wreszcie skopiować swoje rekordy – hej, można marzyć.

Mój umysł jednak natychmiast skoczył do biologicznego potencjału składowania. Wyobraź sobie, że nie tylko możesz spakować genom do kapsułki, ale trzymać się całej biografii obok siebie. W przyszłości ludzie mogą być w stanie klonować mięsiste ja z powrotem w życie i odtworzyć wspomnienia. Niesamowite lub zdumiewające?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *