Key takeaways
- Forskere har funnet en måte å utvide DNAs evne til å holde informasjon.
- Det er en del av et forsøk på å bruke DNA til datalagring.
-
Data som lagres i DNA-lagring kan potensielt være gjenfinnbare etter tusenvis av år.
Du kan kanskje en dag erstatte harddisken din med en lagringsenhet laget av DNA, og det kan være en langvarig måte å lagre informasjon på.
Forskere utviklet nylig en metode for å utvide DNAs datalagring ved å kunstig utvide DNA-alfabetet. Det er en del av en bred innsats å bruke DNA til å holde datainformasjon.
"DNA er 1 million ganger tettere enn den tetteste vanlige digitale lagringsenheten," sa Luis Ceze, en professor i informatikk og ingeniørfag som studerer DNA-lagring ved University of Washington, til Lifewire i et e-postintervju.
Langvarig lagring
DNA inneholder fire kjemikalier - adenin, guanin, cytosin og tymin - ofte referert til med initialene A, G, C og T. De danner den berømte doble helixen til kombinasjoner som forskere kan dekode eller sekvensere. Forskerne utvidet DNAs allerede brede kapasitet for informasjonslagring ved å legge til syv syntetiske nukleobaser til den eksisterende firebokstavserien.
"Se for deg det engelske alfabetet," sa Kasra Tabatabaei, en forsker ved Beckman Institute for Advanced Science and Technology og medforfatter på denne studien, i en pressemelding. "Hvis du bare hadde fire bokstaver å bruke, kunne du bare lage så mange ord. Hvis du hadde hele alfabetet, kunne du produsere ubegrensede ordkombinasjoner. Det er det samme med DNA. I stedet for å konvertere nuller og enere til A, G, C og T, kan vi konvertere nuller og enere til A, G, C, T og de syv nye bokstavene i lagringsalfabetet."
Forskerteamet var det første som brukte kjemisk modifiserte nukleotider for informasjonslagring i DNA, men de måtte finne en ny måte å tolke det på. De kombinerte maskinlæring og kunstig intelligens (AI) for å utvikle en prosesseringsmetode for DNA-sekvensavlesning for å oppdage modifiserte kjemikalier fra naturlige.
"Vi prøvde 77 forskjellige kombinasjoner av de 11 nukleotidene, og metoden vår var i stand til å skille hver av dem perfekt," Chao Pan, en doktorgradsstudent ved University of Illinois Urbana-Champaign og en medforfatter på dette studie, sa i pressemeldingen. "Rammeverket for dyp læring som en del av metoden vår for å identifisere forskjellige nukleotider er universell, noe som gjør det mulig å generalisere vår tilnærming til mange andre applikasjoner."
Et poeng i DNAs favør som lagringsmedium er holdbarheten. "Tenk tusenvis av år - husk det eldgamle DNA som er funnet," sa Ceze.
DNA vil aldri bli foreldet.
Forskere kan sekvensere fossiliserte tråder for å avdekke genetiske historier og blåse liv i forsvunne landskap.
"I en tid hvor vi står overfor enestående klimautfordringer, kan ikke viktigheten av bærekraftige lagringsteknologier overvurderes," sa Olgica Milenkovic, professor i elektro- og datateknikk og medforfatter av studien. nyhetsmelding. "Nye, grønne teknologier for DNA-registrering dukker opp som vil gjøre molekylær lagring enda viktigere i fremtiden."
Lagre alle tingene våre
DNA kan være det perfekte stedet å oppbevare menneskehetens voksende data. En fersk rapport anslår at i 2020 genererte folk data tilsvarende 400 milliarder terabyte eller 40 "skoesker" med lagring av DNA-data.
Praksisen med å lagre informasjonen din på DNA nærmer seg virkeligheten. "For lagring av små verdifulle data er DNA levedyktig i dag - tenk 100-vis av MB," sa Ceze.
Femten teknologiselskaper og institusjoner inngikk i fjor en allianse for å fremme lagring av DNA-data. Microsoft sa at de hadde demonstrert et helautomatisert system som er i stand til å lagre og hente data fra DNA; selskapet har også lagret 1 GB data i DNA og gjenopprettet det.
Men Ceze spår at det vil ta fem til ti år før DNA kan konkurrere med mainstream backup-løsninger som optiske harddisker. De siste tre årene har det vært en eksplosjon av interesse for teknologien, "DNA vil aldri bli foreldet," sa Ceze. "Det er en naturlig 'luftsp alte' som er ønskelig for sikkerheten. [Men] dette er svært ønskelige egenskaper for langtidslagring."
