Самый природный носитель информации

Теоретически, в одном грамме ДНК можно разместить один миллиард терабайт данных. В определенных условиях запись может храниться тысячи лет. Но пока не решен вопрос эффективной записи и считывания информации из ДНК. Сейчас над этой проблемой работают корпорация Microsoft и Вашингтонский университет. В апреле этого года партнерам удалось сохранить в ДНК 150 КБ информации — три картинки. Теперь процесс усовершенствовали, и записать удалось уже 202 МБ. В молекулы дезоксирибонуклениовой кислоты записали музыкальное видео OK Go в высоком разрешении, к которому добавили Всеобщую декларацию прав человека, переведенную на 100 языков, топ-100 книг «Проекта Гутенберг» и базу данных по нитям ДНК от Crop Trust’s.

Проект по записи информации в ДНК получил название Project Palix. 

Работа велась с синтетической ДНК, закупленной у компании Twist Bioscience в количестве 10 миллионов нитей. Синтетическая ДНК определенной конфигурации разрабатывается по заказу. Стоимость пары оснований такого материала составляет 10 центов. Цена постепенно снижается, и производитель рассчитывает достичь отметки в 2 цента за пару оснований. 

Корпорация Microsoft и Вашингтонский университет — не первые, кто решил использовать идею записи данных в ДНК. В 2010 году биологи из Гонконга предложили метод внедрения в геном бактерии E.coli синтетическую ДНК. Китайцы для кодирования информации использовали четверичную систему счисления, по количеству нуклеотидов (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G). Ученые переводили тестовые данные в цифры по таблице ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77), потом — в четверичную систему (105 → 1221; 71 → 0113; 69 → 0111; 77 → 0131), и после этого — в цепочку нуклеотидов.

Два года спустя гарвардские ученые, используя другой метод, записали в ДНК 643 килобайта данных. В Гарварде решили отказаться от работы с живыми организмами. Вместо этого синтетическая ДНК внедрялась в молекулу, сгенерированную на специальном ДНК-чипе. Достоинством этого метода является отсутствие опасности потери информации из-за мутаций организма-носителя. 

Этим ученым удалось закодировать книгу Черча, причем с сохранением форматирования и иллюстраций.

Microsoft и Вашингтонский университет используют метод, предложенный специалистами из Гарварда. Сначала единицы и нули двоичного кода переводятся в комбинации нуклеотидов — аденин, гуанин, цитозин и тимин. После этого синтезируется искусственная ДНК, которая содержит эти данные. Само кодирование информации проводит компания Twist Bioscience, предоставляющая нити синтетической ДНК. Заказчики сообщают последовательность, компания производит цепочку с нуля. Что за информация закодирована в таких молекулах, Twist Bioscience не знает. Для определения конца и начала записываемых файлов в молекулу ДНК вводятся специальные маркеры. 

По словам Луис Энрики Сез (Luis Henrique Ceze), одной из участников проекта, за последние несколько лет генетики достигли больших успехов как в кодировании, так и в декодировании ДНК-информации. Точность кодирования информации достигает 100%. Технология расшифровки данных позволяет восстанавливать закодированную информацию без потерь. Но пока что широко применять её нельзя — это возможно делать только в лабораторных условиях. Предстоит работать еще несколько лет до момента вывода технологии записи данных в ДНК на доступный для массового использования уровень.

Теги:

ТОБІ СПОДОБАЄТЬСЯ

Віртуальний туризм: кампанія PLAY NZ демонструє Нову Зеландію у форматі відеогри

Організація Tourism New Zealand запрошує весь світ ознайомитися з кампанією PLAY NZ, яка імітує відеогру з відкритим світом. Ця новаторська ...

Нова реклама Nike на двох екранах показує, чому спорт не спинити

Реклама Nike на двох екранах була зроблена виключно з архівних матеріалів. Події на кожному з екранів, разом утворюють єдину цілісну сцену.

5 рекламних роликів, які номінували на премію Emmy 2020

Американська телевізійна премія Emmy оголосила 5 номінантів у категорії «Найкраща реклама 2020 року». Переможця оголосять на щорічній церемонії вручення 20 ...

Дума про інженерну геніальність та підприємницький підхід засновників Future Mechanics

Managing Director медійного агентства IQ Media, Partner студії Motion Design NAOS.BAND і колумніст CreativityUA Юрій Дума продовжує серію історій про людей та ...

Рободельфіни Edge Innovations могли б замінити собою живих тварин в цирках та океанаріях

Рободельфіни Edge Innovations здатні реагувати на звернені до них запитання та взаємодіяти з натовпом відвідувачів, анітрохи не відчуваючи стресу.

Американський креатор ініціював «лінію підтримки», щоб налагодити діалог між поколіннями

Прикинувшись стереотипним «юним шибеником», він створив телеролик, закликаючи старше покоління «повчити життю» непутящу молодь.