Pełny system operacyjny i film przechowywane w DNA zostały bezbłędnie odtworzone – czyżby DNA było przyszłością przechowywania danych?

 

Ludzkość zapisuje tyle danych, że twarde dyski mogą nie nadążyć za ich tempem, co skłoniło naukowców do zbadania DNA jako nośnika danych. DNA jest nadzwyczaj kompaktowe i nie ulega degradacji wraz z czasem, w przeciwieństwie do kaset, czy płyt CD. Dzięki nowym badaniom, Yaniv Erlich i Dina Zielinski przedstawili pełen potencjał i wiarygodność DNA w zakresie przechowywania danych.

Tłumaczenia rozmowy z portalu ResearchGate dokonał Wojciech Worwa. 

Naukowcy zapisali sześć plików – pełny komputerowy system operacyjny, francuski film z roku 1895, kartę podarunkową Amazona, wirus komputerowy, płytkę Pioneera i pracę z zakresu teorii informacji autorstwa Claude’a Shannon’a – na 72,000 nici DNA, każda o długości 200 zasad. Następnie skorzystali z technologii sekwencjonowania do pobrania danych i programu do przełożenia kodu genetycznego z powrotem na binarny. Pliki zostały odtworzone bez błędów. Rozmawiamy z Erlich o wynikach, i o tym, co oznaczają one dla przyszłości przechowywania danych.

ResearchGate: Skąd wynikało to badanie?

Yaniv Erlich: Ludzkość produkuje dane w coraz szybszym tempie i w związku z tym w ciągu ostatnich 5 lat postęp technologii tradycyjnego przechowywania danych dramatycznie zwolnił. To oznacza, że musimy pomyśleć o nowych sposobach przechowywania danych.

Wesprzyj Fundację Dziennikarską mediumpubliczne.pl

RG: Jak wpisują się w to wasze badania?

Erlich: Wykazaliśmy, że możemy w sposób wiarygodny przechowywać informacje na DNA i że nasz sposób organizowania informacji zbliża się do “optymalnego upakowania”, co znaczy, że więcej informacji nie można spakować w tej samej ilości materiału DNA. Zapisaliśmy film, system operacyjny, i innego rodzaju dane na molekułach DNA.

RG: Jak tego dokonaliście?

Erlich: Odwzorowaliśmy bity plików na nukleotydach DNA. Następnie połączyliśmy te nukleotydy i złożyliśmy cząsteczki w próbówce. W celu pobrania informacji przeprowadziliśmy sekwencję molekuł. To jest zasadniczy proces. Do spakowania informacji opracowaliśmy strategię, zwaną DNA Fountain, która wykorzystuje pojęcia matematyczne z teorii kodowania. To właśnie ta strategia  pozwoliła nam osiągnąć optymalne spakowanie, co było największym wyzwaniem dla naszych badań.

RG: Skąd pomysł, żeby wykorzystać DNA?

Erlich: DNA ma kilka poważnych zalet. Po pierwsze, jest o wiele mniejsze od tradycyjnych mediów. Wykazaliśmy że możemy uzyskać kompresję 215 Petabajtów na jeden gram DNA! Po drugie, trwałość DNA jest dłuższa, ponad 100 lat, czyli większy rząd wielkości od tradycyjnych nośników. Spróbuj posłuchać jakiegoś dysku z lat 90-tych i sprawdź czy dalej dobrze odtwarza. Poza tym tradycyjne media starzeją się cyfrowo. Moi rodzicie mają taśmy 8 mm, które są dziś właściwie bezużyteczne. DNA istnieje od 3 miliardów lat, a jest nieprawdopodobne, żeby ludzkość straciła umiejętność odczytywania tych molekuł. Gdyby straciła, będziemy mieli dużo większe kłopoty niż przechowywanie danych.

RG: Jak szybko, twoim zdaniem, przechowywanie na DNA będzie dostępne w szerokim użytku?

Erlich: Myślę, że za ponad dekadę. Dalej jesteśmy na wczesnym etapie, badanie i rozwój mediów magnetycznych trwało kilka lat zanim weszły do użytku.

RG: Jakie inne zastosowanie przewidujesz?

Erlich: DNA jest wszechstronne, a biologia molekularna oferuje szeroki zestaw narzędzi do jego zastosowania. Otwiera to możliwości wykorzystania narzędzi biologii molekularnej w informatyce. Zwykle jest na odwrót!

red. Natalia Wilk-Sobczak
Chcesz napisać polemikę? Wyślij swój tekst na kontakt@mediumpubliczne.pl
Czy zgadzasz się z tezą artykułu? NieTak (Ocena: +4, liczba głosów: 4)
Loading...
 Zdjęcie główne pochodzi z Wikimedia Commons.