NAUKA I ASTRONOMIA

1 gram DNA = 455 eksabajtów

Naukowcy dokonali ciekawego eksperymentu, mianowicie udało im się zakodować całą książkę w łańcuchu DNA. Rozmiar pliku 5.27 MB zawiera 53.246 słów, 11 obrazów JPG, a także mały program napisany w Javie. Wszystko to daje, największy fragment pozabiologicznych danych, które kiedykolwiek zostały zapisane w DNA.

Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w magazynie Science. W teorii, dwa bity danych mogą być wgrane na każdy nukleotyd, co oznacza, że każdy gram DNA, może zawierać 455 eksabajtów informacji (1 eksabajt to 1 milion terabajtów). Taka pojemność wyprzedza znacznie nieorganiczne urządzenia do przechowywania danych, takie jak pamięć flash, twardy dysk czy nawet metody z wykorzystaniem komputerów kwantowych.

Genetyk George Church wraz ze swoimi kolegami z zespołu badawczego, dokonali znacznych kroków w porównaniu z poprzednimi próbami, zwiększając możliwości zapisu o przynajmniej 600 razy. W obecnych czasach, organiczne przechowywanie danych jest wciąż oddalone o wiele lat i nie ma praktycznego sposobu na użytkowanie takiej formy w życiu codziennym. Wymaga to dni pracy w laboratorium, aby zapisać, a następnie odczytać dane z DNA. Dodatkowo nici DNA muszą być syntetyzowane, aby była możliwość odczytania z nich danych.

Inne próby zapisania informacji w DNA były wstrzymywane przez trudności związane z otrzymaniem perfekcyjnie długich nici. Znacznie łatwiej jest pracować na krótszych cząsteczkach. Church wraz ze swoim zespołem, pracowali nad utrzymywaniem zapisu w zaledwie 159 nukleotydach. Następnie generowano wiele kopii każdego z nich, tak więc wyłapywanie oraz korekcje mutacji były znacznie łatwiejsze.

W jednej nici DNA, 96 nukleotydów reprezentuje zakodowane dane jako binarne bity. 19 nukleotydów pokazuje w jaki sposób dane powinny być ułożone, a kolejne 44 umożliwiają łatwiejsze sekwencjonowanie. „0” zostało przydzielone do A i C, natomiast „1” do G i T (pierwszy atom węgla w DNA połączony jest wiązaniem N-glikozydowym z jedną z czterech zasad azotowych: adeniny A i guaniny G – zasady purynowe oraz cytozyny C i tyminy T – zasady pirymidynowe).

Technika ta może być zastosowana w spacjalistycznych przypadkach, kiedy przechowywane dane, nie muszą być odtwarzane przez długi czas. Ten rodzaj pamięci może trwać wieki, w porównaniu z magneycznymi i optycznymi nośnikami, które nie są tak trwałe, może w przyszłości wyprzeć dzisiaj tradycyjnie używane.

Flash Animation

Źródło: Nature Magazine

Przeczytaj także

Wpływ informacji podprogowych na nasze decyzje

Anna Śnieżyńska

Oceaniczny potwór zdemaskowany

Karolina Pietrzak

Jak wyglądali nasi przodkowie?

Karolina Pietrzak

Intymny związek trwający od wieków

Alan O. Grinde

Sekrety DNA człowieka lodu

Alan O. Grinde

Matczyna klątwa: dlaczego mężczyźni żyją krócej?

Karolina Stasieńko