Kakmed.com » Новости медицины

Генетика + кибернетика = 739 килобайт на молекуле ДНК

Журнал “Nature” опубликовал статью об исследовании, проведенном британским специалистом по биоинформатике доктором Ником Голдменом и его коллегами. Команда Голдмена разработала методику, позволяющую записывать любую цифровую информацию и хранить ее в виде молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), что обеспечивает практически вечную сохранность данных. На одну молекулу синтетической ДНК ученые записали 739 Кб различной информации, а затем смогли считать ее со 100%-ной точностью и аккуратностью.

Доктор Ник Голдмен

Вот, что вместилось у исследователей на одну молекулу кислоты: все сонеты Шекспира в одном текстовом файле, статья об открытии двойной спирали ДНК в формате PDF, аудиофрагмент речи Мартина Лютера Кинга, а также цветная фотография в формате JPEG.

Шекспир в пробирке

Первые фрагменты цифровой информации были сохранены в молекуле нуклеиновой кислоты в 1988 году. Тогда это было дорого и сложно, в общем, непрактично. Даже в недавнем 2012 году стоимость и длительность процесса записи и чтения с ДНК оправдывали себя лишь в случае создания архива со сроком хранения 100 лет. Вновь презентованный метод позволяет окупать молекулярные архивы с 50-летней гарантией уже в первые десять лет.

Хранение цифровой информации, которой становится только больше, — одна из мировых компьютерных проблем. Количество данных удваивается на планете каждые два года. Нужны они или нет — другой вопрос. Ожидается, что в 2020 году на Земле будет храниться около 40 триллионов гигабайт цифровой информации. Вместе с тем, физические размеры носителей год от года минимизируются. То есть, хоть хранение и проблема, но разрешимая. Сложнее то, что цифровые системы приходится постоянно обновлять, т.к. ни один из носителей информации нельзя считать совершенно надежным. Каждый перенос информации сопровождается потерями, а что-то важное, записанное когда-то на дискету, нынешний компьютер физически не может распознать. Задачу о долговременной совместимости носителя и устройства может решить применение для хранения данных синтетических ДНК.

Синтетическая ДНК для хранения данных

Если ученым удается прочитать наследственный код пещерного человека, жившего в докомпьютерную эпоху сотни тысяч лет назад, значит, и храниться будут данные на ДНК в “цифре” столько лет, сколько надо. Теоретически, в одном грамме нуклеиновой кислоты можно уместить 455 миллиардов Гб информации. Все фильмы мира — в одной пробирке. Считывать и размножать такие данные можно очень часто, притом без потерь.

Доктор Голдмен и его команда в чем-то поступили также, как их предшественники. Данные записаны на нуклеотиды, и считываются с них. Однако в новом случае оказалось возможным использовать ДНК именно как “дискету”.

Каждый файл в компьютере — это последовать нулей и единиц. Для хранения той или иной информации используются кодировки. Например, в молекуле ДНК азотистые основания аденин, гуанин, цитозин и тимин обозначаются как A, G, C, T. А запись буквы “Т” будет следующей последовательностью: ТAGAT. Слово “Thou” в шекспировском сонете, в таком случае, кодируется так: TAGATGTGTACAGACTACGC. Аналогично кодировщик поступает с двоичным кодом звуковых, графических и прочих файлов.

Генетический сонет

Пока что скорость записи и чтения с/на ДНК ощутимо уступает привычным цифровым носителям, однако лиха ведь беда начало. Глядишь, и компьютерным вирусом можно будет в буквальном смысле заразиться.

 

Автор: ГЧ26.07.2013

Вы можете оставить своё мнение о материале, воспользовавшись формой ниже.

Будьте корректны. Пишите по теме статьи. Не спамьте.

* - поле обязательно для заполнения

Стоит почитать:

  1. Начинается эра виртуальных вкусов. Скоро сладости можно будет скачать из интернета
  2. Не ставьте диагнозы по “Википедии”, — уговаривают больных из США
  3. Впервые в истории ученые смогли удалить ВИЧ из ДНК человека
  4. Фиолетовый помидор, который хранится свежим 7 недель, еще и полезен для здоровья
  5. Мясо трансгенных мышей по полезности не уступает консервам “Печень трески”