Vieną dieną visi galime atsisakyti standžiųjų diskų DNR saugojimui

Galbūt vieną dieną galėsite pakeisti standųjį diską saugojimo įrenginiu, pagamintu iš DNR, ir tai gali būti ilgalaikis informacijos saugojimo būdas.

Tyrinėtojai neseniai sugalvotas metodas išplėsti DNR duomenų saugyklą dirbtinai išplečiant DNR abėcėlę. Tai dalis plačių pastangų naudoti DNR kompiuterinei informacijai laikyti.

„DNR yra 1 milijoną kartų tankesnė nei tankiausias pagrindinis skaitmeninis saugojimo įrenginys“, Luisas Ceze, kompiuterių mokslų ir inžinerijos profesorius, studijuojantis DNR saugojimą Vašingtono universitete, pasakojo Lifewire interviu el. paštu.

Ilgalaikis saugojimas

DNR yra keturios cheminės medžiagos – adeninas, guaninas, citozinas ir timinas – dažnai vadinamos inicialais A, G, C ir T. Jie sudaro garsiąją dvigubą spiralę į derinius, kuriuos mokslininkai gali iššifruoti arba sekti. Tyrėjai išplėtė DNR ir taip plačias informacijos saugojimo galimybes, į esamą keturių raidžių seriją įtraukdami septynias sintetines nukleobazes.

"Įsivaizduokite anglišką abėcėlę" Kasra Tabatabaei, Beckmano pažangaus mokslo ir technologijų instituto tyrėjas ir šio tyrimo bendraautoris, sakė spaudos pranešimas. „Jei turėtumėte tik keturias raides, galėtumėte sukurti tik tiek daug žodžių. Jei turėtumėte visą abėcėlę, galėtumėte sudaryti neribotus žodžių junginius. Tas pats su DNR. Užuot konvertavę nulius ir vienetus į A, G, C ir T, galime konvertuoti nulius ir vienetus į A, G, C, T ir septynias naujas saugojimo abėcėlės raides.

Tyrėjų komanda pirmoji panaudojo chemiškai modifikuotus nukleotidus informacijos saugojimui DNR, tačiau turėjo rasti naują būdą tai interpretuoti. Jie sujungė mašininį mokymąsi ir dirbtinį intelektą (AI), kad sukurtų DNR sekos nuskaitymo apdorojimo metodą, skirtą aptikti modifikuotas chemines medžiagas iš natūralių.

„Išbandėme 77 skirtingus 11 nukleotidų derinius ir mūsų metodas galėjo puikiai atskirti kiekvieną iš jų. Chao Pan, Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign magistrantas ir šio tyrimo bendraautoris, sakė naujienose. paleisti. "Gilaus mokymosi sistema, kaip mūsų metodo, skirto identifikuoti skirtingus nukleotidus, dalis yra universali, o tai leidžia apibendrinti mūsų požiūrį į daugelį kitų programų."

Vienas iš DNR, kaip laikmenos, naudai yra jos patvarumas. „Pagalvokite apie 1000 metų – prisiminkite rastą senovės DNR“, – sakė Ceze.

Mokslininkai gali sekti suakmenėjusias sruogas, kad atskleistų genetinę istoriją ir įkvėptų gyvybės seniai prarastiems kraštovaizdžiams.

„Tuo metu, kai susiduriame su precedento neturinčiais klimato iššūkiais, tvarių saugojimo technologijų svarbos negalima pervertinti. Olgica Milenkovic, elektros ir kompiuterių inžinerijos profesorius bei tyrimo bendraautoris, rašoma pranešime spaudai. „Atsirandamos naujos ekologiškos DNR įrašymo technologijos, dėl kurių molekulinis saugojimas ateityje bus dar svarbesnis.

Saugome visus savo daiktus

DNR galėtų būti puiki vieta kaupti besiplečiantiems žmonijos duomenims. Naujausioje ataskaitoje apskaičiuota, kad 2020 m. žmonių sugeneravo duomenų, prilygstančių 400 milijardų terabaitų arba 40 „batų dėžučių“ DNR duomenų saugyklos.

Jūsų informacijos saugojimo DNR praktika artėja prie realybės. „Saugant nedidelius vertingus duomenis, DNR šiandien yra gyvybinga – pagalvokite apie 100 MB“, - sakė Ceze.

Praėjusiais metais penkiolika technologijų įmonių ir įstaigų sudarė aljansą patobulinti DNR duomenų saugojimą. „Microsoft“ teigė pademonstravusi visiškai automatizuotą sistemą, galinčią saugoti ir gauti duomenis iš DNR; įmonė taip pat išsaugojo 1 GB duomenų DNR ir juos atkūrė.

Tačiau Ceze'as prognozuoja, kad praeis 5–10 metų, kol DNR galės konkuruoti su pagrindiniais atsarginių kopijų sprendimais, tokiais kaip optiniai standieji diskai. Pastaruosius trejus metus susidomėjimas technologijomis išaugo,

"DNR niekada nebus pasenusi", - sakė Ceze. „Yra natūralus „oro tarpas“, kuris yra pageidautinas dėl saugumo. [Bet] tai yra labai pageidaujamos savybės ilgalaikiam saugojimui.