Исследователи представляют свою работу сегодня на 250-м Национальном собрании. Экспозиция Американского химического общества (ACS).«Если вернуться к средневековью в Европе, у нас были монахи, которые писали в книгах, чтобы передавать информацию на будущее, и некоторые из этих книг все еще существуют», — говорит Роберт Грасс, доктор философии. «Теперь мы сохраняем информацию на жестких дисках, которые изнашиваются через несколько десятилетий».
В то же время цифровые технологии привели к резкому увеличению объема информации, доступной в любой момент. Любые новые методы, разрабатываемые учеными для сохранения даже части нашей цифровой вселенной, должны быть чрезвычайно малы. Вот тут-то и пригодится ДНК.«Вскоре после открытия архитектуры двойной спирали ДНК люди выяснили, что язык кодирования природы очень похож на двоичный язык, который мы используем в компьютерах», — говорит Грасс, сотрудник ETH Zurich. «На жестком диске мы используем 0 и 1 для представления данных, а в ДНК у нас есть четыре нуклеотида A, C, T и G.»
Но у ДНК есть два основных преимущества перед жесткими дисками: размер и долговечность. Внешний жесткий диск размером с книгу в мягкой обложке может хранить пять терабайт информации и может прослужить 50 лет. Теоретически в одной унции ДНК может храниться более 300 000 терабайт. А из археологических находок ученые знают, что ДНК, полученная сотни тысяч лет назад, все еще может быть секвенирована сегодня.
Несколько исследовательских групп изучают методы, позволяющие использовать потенциал хранения ДНК. Команда Грасса закодировала ДНК с помощью 83 килобайт текста из Швейцарской федеральной хартии 1291 года и метода Архимеда 10 века.
Они заключили ДНК в сферы из кремнезема и нагрели ее почти до 160 градусов по Фаренгейту в течение одной недели, что эквивалентно хранению ее в течение 2000 лет при температуре около 50 градусов. Когда они его расшифровали, это было безошибочно.Теперь, когда исследователи продемонстрировали, как синтетически сохранить ДНК в течение длительных периодов времени, они решают следующую проблему.«В хранилище ДНК у вас есть капля жидкости, содержащая плавающие молекулы, зашифрованные с информацией», — говорит Грасс. «Прямо сейчас мы можем прочитать все, что находится в этой капле.
Но я не могу указать на конкретное место внутри капли и прочитать только один файл». Итак, он и его коллеги в настоящее время разрабатывают способы пометить определенные фрагменты информации на цепях ДНК, чтобы сделать их доступными для поиска.Как и многие технологии в первые годы своего существования, хранение ДНК стоит очень дорого. По словам Грасса, кодирование и сохранение нескольких мегабайт данных обходится в тысячи долларов.
Другими словами, в ближайшее время у потребителей не будет возможности покупать жесткие диски на основе ДНК.Итак, чего будет достигать эта технология? Грасс говорит, что на этот вопрос еще нет ответа.
По его словам, если бы это было его делом, он бы сделал снимки данных постоянно развивающейся Википедии, например, чтобы сохранить ее различные версии, чтобы они не терялись навсегда, когда пользователи вносят изменения. Хранилище ДНК также могло бы сохранить множество исторических текстов, правительственных документов или целых архивов частных компаний, и все это в одном месте.
«Этот интерес к сохранению информации мы потеряли, особенно в цифровом мире», — говорит он. «И это то, к чему я хотел бы помочь обратиться и побудить людей сделать: сохранить информацию, которая у нас есть сегодня, для будущего».