ある日、私たちはDNAストレージのためにすべてのハードドライブを捨てるかもしれません

いつの日か、ハードドライブをDNAで作られたストレージデバイスに交換できるようになるかもしれません。それは、情報を保存するための長期的な方法になる可能性があります。

研究者 最近考案された DNAアルファベットを人為的に拡張することにより、DNAのデータストレージを拡張する方法。 DNAを使用してコンピューター情報を保持することは、幅広い取り組みの一環です。

「DNAは、最も密度の高い主流のデジタルストレージデバイスの100万倍の密度です。」 ルイス・セゼワシントン大学でDNAストレージを研究しているコンピューターサイエンスとエンジニアリングの教授は、Lifewireに電子メールのインタビューで語った。

長持ちするストレージ

DNAには、アデニン、グアニン、シトシン、チミンの4つの化学物質が含まれています。多くの場合、イニシャルはA、G、C、Tと呼ばれます。 それらは、科学者が解読または配列決定できる組み合わせに有名な二重らせんを形成します。 研究者らは、既存の4文字のラインナップに7つの合成核酸塩基を追加することにより、DNAのすでに幅広い情報ストレージ容量を拡張しました。

「英語のアルファベットを想像してみてください」 カスラ・タバタベイ、ベックマン先端科学技術研究所の研究者であり、この研究の共著者は、 ニュースリリース. 「使用する文字が4つしかない場合、作成できる単語は非常に多くなります。 あなたが完全なアルファベットを持っていれば、あなたは無限の単語の組み合わせを生み出すことができます。 それはDNAでも同じです。 ゼロと1をA、G、C、およびTに変換する代わりに、ゼロと1をA、G、C、T、およびストレージアルファベットの7つの新しい文字に変換できます。」

研究チームは、DNAに情報を保存するために化学的に修飾されたヌクレオチドを最初に使用しましたが、それを解釈する新しい方法を見つける必要がありました。 彼らは、機械学習と人工知能（AI）を組み合わせて、天然の化学物質から修飾された化学物質を検出するDNA配列読み出し処理方法を開発しました。

「11ヌクレオチドの77の異なる組み合わせを試しましたが、私たちの方法では、それぞれを完全に区別することができました。」 イリノイ大学アーバナシャンペーン校の大学院生であり、この研究の共著者であるチャオパン氏はニュースで述べた リリース。 「さまざまなヌクレオチドを識別する方法の一部としての深層学習フレームワークは普遍的であり、他の多くのアプリケーションへのアプローチの一般化を可能にします。」

DNAが記憶媒体として有利な点の1つは、その耐久性です。 「何千年も考えてみてください。発見された古代のDNAを思い出してください」とCeze氏は述べています。

科学者は、化石化したストランドをシーケンスして、遺伝的歴史を明らかにし、長く失われた風景に生命を吹き込むことができます。

「私たちが前例のない気候の課題に直面しているとき、持続可能な貯蔵技術の重要性を過大評価することはできません。」 オルギカ・ミレンコビッチ、電気およびコンピューター工学の教授であり、研究の共著者であると、ニュースリリースで述べた。 「DNA記録のための新しいグリーンテクノロジーが出現しており、将来的には分子ストレージがさらに重要になります。」

すべてのものを保存する

DNAは、人類の急成長するデータを保持するのに最適な場所である可能性があります。 最近の報告によると、2020年には 人々は4000億テラバイトに相当するデータを生成しました またはDNAデータストレージの40個の「靴箱」。

DNAにあなたの情報を保存する習慣は現実に近づいています。 「貴重な小さなデータを保存するために、DNAは今日実行可能です。数百MBと考えてください」とCeze氏は述べています。

昨年は15のテクノロジー企業と機関 同盟を結んだ DNAデータストレージを進歩させる。 Microsoftは、DNAからデータを保存および取得できる完全に自動化されたシステムを実証したと述べた。 同社はまた、1GBのデータをDNAに保存して回収しました。

しかし、Cezeは、DNAが光ハードドライブなどの主流のバックアップソリューションと競合できるようになるまでに5年から10年かかると予測しています。 過去3年間で、テクノロジーへの関心が爆発的に高まっています。

「DNAが時代遅れになることは決してないだろう」とCezeは言った。 「セキュリティのために望ましい自然な「エアギャップ」があります。 [しかし]これらは長期保管にとって非常に望ましい特性です。」