Дослідники щільність зберігання ДНК, додавши більше букв

Ми стали дуже добре зберігаючи дані з жорсткими дисками, що закриваються на 20 терабайт, але навіть наша краща машина 21-го століття не може прийти близько до елегантності та щільності ДНК. Більшість клітин у вашому тілі містять повну генетичну копію того, що робить вас людиною, а ДНК напрочуд міцно в порівнянні з чіпсами та спінінговими пластинами, які, ймовірно, закінчуються на полігоні всередині десятиліття. ДНК може бути навіть життєздатною для зберігання цифрових даних, але ми не обмежені способом роботи ДНК людини. Дослідники з університету Іллінойсу Урбана-Шампейн розширили можливості зберігання даних ДНК, додавши більше листів до алфавіту.

Генетична інформація у ваших клітинах залежить від чотирьох первинних пар основ, також відомі як нуклеотиди або нуклеїнову кислоту. Там аденін, гуанін, цитозин та тимін - A, G, C, і ви бачили, коли виписана генетична інформація. Людське тіло також використовує іншу основу, що називається урацил замість тиміну при перекладі генетичної інформації в РНК, щоб зробити білки.

Навіть без будь-яких модифікацій ДНК - це дуже щільне носій. Дослідники відзначають, що світ створює кілька петабайтів нових даних кожен день, а єдиний грам ДНК може зберігати все це. Ось що ви отримуєте з стандартною чотиристабільною системою з життя на Землі, але в хімії є багато нуклеотидів, які можуть зв'язатись, щоб утворити ДНК-нитку. Команда створила схему кодування, яка спирається на 11 різних основ, що дає синтетичну ДНК набагато більшу щільність даних, ніж система лише чотирьох основ.

Так чому ми не всі використовуємо жорсткі диски ДНК? Хоча ДНК може тривати тисячі років без непоправної втрати даних, важко кодувати та декодувати ці дані. Вам потрібна сучасна лабораторна техніка, і більшість інструментів не може навіть інтерпретувати 11-базові ДНК-нитки, створені в новому дослідженні. Команда виявила, що кільцеподібні білки, відомі як Nanopores MSPA, які зазвичай використовуються в ДНК-сенсації, можуть правильно читати синтетичну та природну ДНК. Інтерпретація відновлених даних потрібне машинобудування та штучний інтелект, але результат - це система, яка правильно читає всі 77 різних комбінацій основ, що використовуються в дослідженні. Вони вважають, що ця система може грубо подвоїти щільність даних ДНК, яка вже набагато вище, ніж будь-яка технологія, яку ми розробляли.

Ця робота все ще дуже рано, але це захоплююче доказ концепції. Додавання синтетичної хімії до природних механізмів біологічного зберігання може розблокувати функціонально необмежене зберігання даних. І це працює, лише трохи допомоги AI. Така технологія буде обмежена довгостроковим архівним зберіганням спочатку, але ніхто не знає, що може принести майбутнє.

Читати далі

Нео напівпровідникові претензії, які він може доставити щільність QLC, продуктивність SLC

Нова компанія вимагає, щоб вона може запропонувати NAND SSDS швидкості SLC та потужність QLC.