Если все фильмы мира записать на ДНК, они уместятся на носителе объемом не больше кубика сахара / SCIENCE PHOTO LIBRARY
Ученые говорят, что сумели значительно приблизить момент, когда на рынке появятся устройства для хранения информации в виде молекул ДНК. Такой способ может быть намного более эффективным и надежным, чем использование традиционных носителей - таких, как магнитные жесткие диски и немеханические запоминающие устройства, которые занимают немало места и нуждаются в периодической замене. Об этом пишет Би-би-си.
Группа американских ученых во главе со старшим научным сотрудником Института технологических исследований Джорджии (GTRI) Николасом Гайзом разработала микрочип, позволяющий записывать на ДНК в 100 раз больше информации по сравнению с обычными носителями, и к тому же она потенциально может храниться тысячелетиями.
"Когда мы добавим необходимую электронику для контроля устройства, а мы планируем это сделать в течение ближайшего года, то ожидаем получить в сто раз более эффективную технологию хранения данных на основе ДНК, - сказал Гайз в интервью Би-би-си. - Плотность упаковки на новом чипе примерно в 100 раз выше, чем в современных устройствах, доступных на рынке".
Новая технология основана на выращивании уникальных цепочек ДНК, кирпичик за кирпичиком. Эти строительные кирпичики называются азотистыми основаниями, и молекула ДНК включает четыре из них: аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T). Эти основания можно использовать для кодирования информации по тому же принципу, по которому бинарный код (единички и нули) применяется в обычном компьютере.
Хранить информацию на ДНК потенциально можно разными способами. К примеру ноль бинарного кода может быть представлен аденином или цитозином, а единичка - гуанином или тимином.
Микроколодцы для ДНК
ДНК выращиваются прямо на микрочипе в так называемых микроколодцах, структурах толщиной всего в несколько сотен нанометров - тоньше листа бумаги.
Новый микрочип позволяет синтезировать одновременно множество цепочек ДНК / SEAN MCNEIL
Действующий образец микрочипа имеет размер около 2,5 квадратных сантиметров, и в него встроено множество микроколодцев, позволяющих параллельно синтезировать сразу много цепочек ДНК. Благодаря этому, в течение короткого промежутка времени можно создавать больше молекул.
Поскольку это всего лишь прототип, в нем задействованы не все микроколодцы, поэтому объем информации, которую можно записать на этот конкретный чип, пока ниже, чем у существующих коммерческих аналогов. Однако это не смущает доктора Гайза, по словам которого все поменяется, когда технологии будут отточены.
Сейчас рекорд хранения цифровой информации на ДНК составляет 200 мегабайт, при этом для синтеза необходимой молекулы требуется около суток. Однако новая технология позволит за этот же промежуток времени записывать на ДНК в 100 раз больше данных. Для примера, все фильмы, когда-либо снятые в мире, можно будет хранить на носителе размером с кубик сахара-рафинада.
Разумеется, признают ученые, ДНК-хранилища в одночасье не заменят серверы, позволяющие часто и быстро получать доступ к информации. Специфика считывания информации с ДНК такова, что этот процесс занимает некоторое время. Однако такие хранилища могут стать незаменимыми, когда речь заходит об архивировании данных, которые должны храниться максимально долго, но доступ к которым требуется нечасто.
Долговременное хранение
Из-за высокой стоимости технология хранения данных в ДНК сейчас доступна только отдельным очень обеспеченным клиентам, которые хотят создать "капсулы времени", то есть создать архив на многие годы. Но ученые GTRI планируют сделать эти устройства более дешевыми.
Доктор Гайз утверждает, что его команда за год сможет довести электронику до ума / SEAN MCNEIL
Сейчас роль подобных хранилищ выполняют старые добрые магнитные ленты на бобинах, но их главный минус заключается в том, что каждые 10 лет их нужно обновлять, иначе увеличивается риск разрушения или размагничивания пленки.
Зато с ДНК, как объясняет доктор Гайз, "если поддерживать низкую температуру, данные могут храниться тысячелетиями, так что стоимость владения таким хранилищем стремится к нулю. С большими затратами связана только первоначальная запись информации и ее конечное считывание".
У технологии хранения данных в ДНК есть и еще один недостаток: более высокий процент ошибок по сравнению с традиционными носителями. Совместно с учеными из Университета Вашингтона эксперты GTRI нашли способ находить и исправлять подобные сбои.
Проект создания запоминающих устройств на основе ДНК поддерживает американское правительственное агентство, помогающее развивать технологии, которые представляют интерес для американских разведывательных ведомств.
