Образовательный сайт

В течение последних нескольких лет ученые расшифровали геномы мамонтов и лошади возрастом 700 000 лет, используя фрагменты ДНК, извлеченной из ископаемых. ДНК-определенно сохраняется намного дольше, чем организмы, для которых она несет в себе генетические коды. Компьютерные ученые и инженеры мечтали о ограничения миниатюризации и стабильность ДНК для хранения цифровых данных. Они хотят, чтобы закодировать все эти нули и единицы в молекулы, а, ц, Г И Т, которые образуют винтовую лестницу полимера ДНК и достижения последнего десятилетия в синтез и секвенирование ДНК привели к серьезному прорыву. Недавние эксперименты показали, что в один прекрасный день мы сможем получить код цифровой информации по всему миру на несколько литров ДНК и прочитать ее еще раз после тысячи лет.

Проценты от Microsoft и других ИТ-компаний увеличивает возбуждение в этой области. В прошлом месяце Microsoft исследования объявил, что собирается платить стартап в области синтетической биологии Твист биологию определенную сумму денег, чтобы создать 10 миллионов последовательностей ДНК, которые разрабатываются компьютерные специалисты из Microsoft для хранения данных. Ведущий производитель памяти мкм технологии также финансирует исследования хранение данных в ДНК, чтобы определить, должна ли система на основе нуклеиновых кислот для расширения границ электронной памяти. Такой приток денег и проценты, вы можете постепенно уменьшить огромные расходы и гарантировать, что хранение данных в ДНК можно в десять лет, говорят ученые.

Человек вырабатывает более 16 миллиардов гигабайт цифровой информации в 2017 году, и многое из этого нужно будет создать резервную копию. Правовые, финансовые и медицинские данные, а также, конечно, мультимедийных файлов. Сегодня данные хранятся на жестких дисках, оптических приводах в энергоемких центров обработки данных размеров склада. В лучшем случае эти данные хранятся в тридцать лет, в худшем несколько. Кроме того, пишет научно-исследовательский вычислительный архитектор Майкрософт кэрин Штраус, «мы производим гораздо больше данных, чем есть отрасли времени для изготовления устройства для хранения, и прогнозы показывают, что эта разница будет расти».

А теперь добавим ко всему этому ДНК. Она живет веками, если Вы храните его в сухом прохладном месте. Теоретически с его помощью можно упаковывать несколько миллиардов гигабайт данных в объеме кубика сахара. Магнитная лента, плотной среде современного хранения данных, 10 гигабайт поместится в тот же объем пространства. «ДНК-это невероятно плотные, прочные и энергонезависимые носители информации,» говорит Olgica Миленкович, профессор электротехники и вычислительной техники Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн.

Все, потому что каждая из четырех молекул здания — аденин (а), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T) является кубический нанометр в объеме. С помощью кода который системы, например, где a представляет собой битов «00», с «01» и так далее — ученые могут принять ряд нулей и единиц, которые образуют цифровых данных-файла, и создание ДНК цепь, содержащую изображение или видео. Конечно, техника вещественным кодированием гораздо сложнее, чем мы здесь вам написал. Дизайн-синтез цепи ДНК процесс записи данных. Затем ученые смогут читать их, цепь Секейра.

Церковь генетик Гарвардского университета Джордж, которая основана в этой области исследований в 2012 году, закодированные 70 миллиардов экземпляров книги — миллион гигабит на кубический миллиметр дна. Год спустя, исследователи из Европейского Института биоинформатики показал, что там можно читать, без единой ошибки, 739 килобайт данных ДНК заключенных.

В прошлом году несколько команд исследователей продемонстрировал полностью рабочую систему. В августе исследователи Э. т. ч Цюрихе помещенный синтетической ДНК в бокале, был разоблачен в условиях, имитирующих течение 2000 лет, и он перестроил закодированных данных. Параллельно с этим, Миленкович и ее коллеги сообщили о консервации страницы Википедии, которая силами шести американских университетов в последовательности ДНК, которая обеспечивает особую «адрес» — выборочно читать и редактировать частей письменного текста. Произвольный доступ к данным очень важен для того, чтобы избежать необходимости изучать всю книгу для чтения одного куска», — говорит Миленкович.

В апреле, Штраус и исследователи Селиг Джордж и Луи Корпус из Вашингтонского университета сообщили, что они сумели отразить три изображения файл в несколько десятков килобайт, 40 000 частей ДНК, с использованием фирменной схемы кодирования, а затем рассматривать их по отдельности, не делая ошибку. Работы они представили в апреле на конференции Ассоциации вычислительной техники. При помощи 10 миллионов цепочек, которые Microsoft покупает у закрутки биологических наук, ученые планируют доказать, что данные ДНК могут храниться в гораздо больших масштабах. «Наша цель-продемонстрировать, что окончательная система, в которой мы учли для файлов, ДНК, молекул, хранить их в течение длительного времени, а затем восстановлена, sequenase ДНК», — говорит Штраус. — Начать с задней части, чтобы биты и биты».

Производитель памяти Micron для изучения ДНК-технология посткраниальный. Компания финансирует Церковь и ученые из Университета Айдахо, чтобы создать ошибка хранения данных в ДНК. «Рост затрат на хранение данных будет поощрять альтернативные решения, и продолжается в ДНК является одним из наиболее перспективных решений», — говорит Gurtej Санду, директор департамента развития новейших технологий в ЦМТ.

Исследователи по-прежнему ищут способы, чтобы уменьшить количество ошибок при кодировании и декодировании данных. Но основная технология уже на земле. Так что мешает нам двигаться из хранилищ данных, размером с обувную коробку, что стекло капсулы ДНК? Расходы. «Запись в миллион раз дороже», — говорит Селиг.

И вот почему: создание ДНК, вовлеченных снижение молекул нанометровых размеров с высокой точностью является сложной задачей. И хотя стоимость секвенирования снизилась из-за стремительно растущим спросом на эту услугу, синтез ДНК, не имел таких драйверов на рынке. Миленкович заплатил 150 долларов, чтобы создать ряд 1000 нуклеотидов синтезируется. Последовательности миллионов нуклеотидов, стоимостью примерно полцента.

Интерес в хранилища данных от Microsoft и Fujitsu-Siemens может быть только толчок нужен для начала для снижения затрат, — говорит Селиг. Умный энергетики и новые технологии, такие как микрофлюидных нанопористых и секвенирования ДНК, что позволяет сократить и ускорить процесс, а также будет способствовать. Теперь это занимает несколько часов, чтобы последовательность нескольких сотен пар нуклеотидов и дни их синтеза большое оборудование. Я хотел бы использовать все это в небольшую коробку, в противном случае, преимуществом является то, что плотность хранения данных будут потеряны.

Если он не работает, Штраус воображает появление компаний, которые предлагают услуги для хранения архивных ДНК в следующем десятилетии. «Вы можете открыть браузер и загружать файлы на свой сайт или получить ваши байты обратно, как облако», — говорит она. Или вы можете купить диск ДНК жесткого диска.

Однажды мы сможем закодировать всю информацию из мира в нескольких томах ДНК
Илья Весь