Az emberiségnek óriási adattárolási problémája van. Az elmúlt két évben az emberek több információt hoztak létre, mint az összes korábbi történelemben. És ez az információáramlás hamarosan meghaladja a merevlemezek kapacitását.
A kutatók szerint új módszert találtak a digitális információk DNS-be történő kódolására. Egy gramm DNS-ben 215 petabájt (215 millió gigabájt) adat tárolható. Így minden ember által létrehozott információ elfoglal egy pár teherautó méretű konténert.
A DNS-nek számos előnye van a digitális információk tárolására. Rendkívül kompakt, és évezredekig hűvös, száraz helyen tárolható. És az emberek mindig meg tudják fejteni. "A DNS idővel nem bomlik le, mint a kazetták vagy a lemezek, és nem lesz elavult" - mondja Yaniv Ehrlich, a Columbia Egyetem (USA) tudósa.
A tudósok 2012 óta őrzik a digitális információkat a DNS-ben, amikor a Harvard Egyetem (USA) George Church genetikusai, Sree Kosuri és munkatársaik 52 ezer szóból álló könyvet kódoltak ezernyi DNS-fragmensre a négybetűs ábécé - A, G, T és C szálak felhasználásával. a digitalizált fájl nulláinak és egyeseinek kódolásához.
Ez a titkosítási rendszer viszonylag hatástalan volt, és csak 1,28 petabájtot tudott tárolni grammonként DNS-ben. Más megközelítések jobban működtek. De egyik sem engedte meg, hogy a DNS megtartsa maximális kapacitásának több mint felét. A DNS körülbelül 1,8 bitet képes ellenállni DNS-nukleotidonként (a szám ritka, de elkerülhetetlen olvasási és írási hibák miatt nem éri el a 2 bitet).
Ehrlich úgy döntött, hogy közelebb kerül ehhez a határhoz. Ezért Dina Zilinskivel az információk titkosítására és visszafejtésére használt algoritmusok felé fordultak. 6 fájllal kezdték, amelyek egy teljes számítógépes operációs rendszert, egy számítógépes vírust, egy 1895-ös francia filmet jelentettek, amelynek címe: Vonat megérkezése La Ciotatba, valamint Claude Shannon teoretikus 1948-as tanulmánya. Először a tudósok konvertálták a fájlokat egy és nulla bináris húrokká, tömörítették őket egy alap fájlba, majd az adatokat bináris kód rövid húrjaira bontották. Kidolgozták a "DNS-kút" nevű algoritmust, amely véletlenszerűen csomagolja a láncokat úgynevezett "foltokba". A kutatók ezekhez további címkéket adtak, hogy később a megfelelő sorrendben újjáépíthessék őket. Összesen a tudósok létrehoztak egy digitális listát 72 ezer DNS-szálról,mindegyik 200 karakter hosszú.
Promóciós videó:
Szöveges fájlként küldték őket a Twist Bioscience Kaliforniába, ahol szintetizálták a DNS-szálakat. Két hét múlva Ehrlich és Zilinski kapott egy ampullát egy darab DNS-sel a levélben, amelyben aktáikat titkosították. Megfejtésükhöz a tudósok modern DNS-szekvenálási technológiát alkalmaztak. A szekvenciákat elküldték egy számítógépre, amely a genetikai kódot binárisra fordította, és a címkékkel összerakta a hat eredeti fájlt. A technológia olyan jól működött, hogy az új fájlok hibamentesek voltak.
Kosuri és Ehrlich azonban megjegyezte, hogy az új megközelítés nem áll készen a nagyszabású felhasználásra. 7 ezer dollárt költöttek 2 megabájt információ fájlokba történő szintetizálására, további 2 ezer dollárt pedig azok elolvasására. Az adattárolás egyéb formáihoz képest az írás és a DNS-ből való olvasás viszonylag lassú.