Записаха изображение на котка върху ДНК и го прочетоха

Екип на отдела за изследвания на Microsoft и от Университета на Вашингтон успешно записаха в ДНК четири графични файла с общ размер 151 kB и след това прочетоха информацията без грешки.

Резултатите от работата на специалистите са публикувани в ASPLOS.

Защо е избрана ДНК като носител на данни? По две причини:

1. въвеждането на данни може да се извърши в ДНК с много висока плътност. По предварителни изчисления 1 екзабайт (равен на 1000 петабайта или 10¹⁸ байта) данни могат да се съхранят в обем от кубичен милиметър.
2. ДНК е най-дълготрайният носител от всички носители на информация. Срокът на съхраняване на данни върху такъв носител е 500 и повече години.

Недостатъкът е, че процесът на четене и писане са технически сложни и скъпи, но с течение на времето и тези два проблема могат да бъдат решени.

^{ДНК пробата в пипетата (розовата следа) може да съхранява приблизително 9 TB на данни. Tara Brown Photography/ University of Washington}

Сега нуждата да се намерят нови видове носители е по-остра от всякога. До 2020 г. дигиталната вселена - обемът всички данни, които се съдържат в нашите компютърни файлове, архиви, филми, колекции от снимки, експоненциално увеличаващата се цифрова информация по целия свят - се очаква да достигне 44 трилиона гигабайта до 2020 г, отбелязва сайтът на Университета на Вашингтон.

Тази лавинообразно генерирана информация изисква по-бързо да се намерят нови, по-ефективни носители.

ДНК молекулите могат да съхраняват информация за стотици години, а плътността на запис на данните е десетки хиляди пъти по-висока, отколкото при обикновените SSD, твърди дискове, оптични дискове. И всичкият този хардуер става негоден много по-бързо от ДНК.

^{Процесът на запис и четене на информация с помощта на ДНК.}

Екипът учени е разработил метод за записване на последователности от нули и единици с помощта блокове последователности от нуклеобазите на ДНК - аденин, гуанин, цитозин и тимин. Единицата за съхранение е последователност от около 200 нуклеотида с обем информация от 50-100 бита. За запис на голям обем данни се използват множество фрагменти, събрани в един пул. Като ключ за получаване на данните се използват праймери - къс фрагмент нуклеинова киселина (олигонуклеотид),. Тези праймери указват тези ДНК фрагменти, където е записана информацията.

В целия процес на запис/четене са участвали 45 652 последователности от 120 нуклеотида.

При използването на ДНК за запис на информация се случват грешки, при това, сравнително често - около 1%. Ето защо изследователите са работили с модифицирано кодиране, което позволява да се възстанови трети фрагмент ДНК от други два фрагмента. По този начин се въвежда в системата повече сигурност при съхранението на данните. 

А проверката за записа е прочетената информация. Освен симпатичното коте най-горе бяха записани и прочетени и тези изображения.

Още по темата

21/02/2016

Човекът

История на звуконосителите. Компактдискове

15/06/2015

Технологии

Компютърна памет по технология, имитираща ДНК

29/01/2015

Физика

Квантов компютър потвърждава теорията на относителността