Loading...

ДНК может служить для хранения цифровых данных
Alfred Pasieka/ThoughtCo

Американские ученые разработали способ хранения данных, при котором в качестве носителя информации выступает ДНК. Компактность метода позволит уместить миллиард гигабайт в человеческой ладони. Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.

Сейчас на Земле около 10 триллионов гигабайт цифровых данных, и каждый день эта цифра увеличивается. Ежедневно люди создают электронные письма, фотографии, другие цифровые файлы, которые в сумме составляют примерно 2,5 миллиона гигабайт. Большая часть этих данных хранится в эксабайтных центрах обработки данных, которые могут быть размером в несколько футбольных полей. Обслуживание и строительство таких центров обходится примерно в миллиард долларов. «Нам нужны новые решения для хранения огромных объемов данных, которые накапливаются в мире, особенно архивных данных»,  говорит Марк Бат, профессор биологической инженерии Массачусетского технологического института.

Ученые обнаружили, что фотографии или текст, которые сегодня кодируют как последовательность нулей и единиц, могут передаваться при помощи четырех нуклеотидов генетического кода A, T, G и C. Например, G и C могут обозначать 0, а T и А — 1. ДНК привлекла внимание ученых как носитель информации из-за нескольких качеств. Во-первых, она стабильна, ее легко синтезировать и секвенировать. Во-вторых, не потребляется энергии для хранения. В-третьих, ДНК имеет высокую плотность: каждый нуклеотид объемом в 1 кубический нанометр позволяет вмещать до экзабайта, то есть миллиарда гигабайтов, данных.

Ученые уже продемонстрировали, что они могут кодировать изображения и страницы текста через нуклеотиды ДНК. Однако способ имеет свои сложности. В первую очередь это стоимость. В настоящее время запись одного петабайта (1 миллион гигабайт) данных будет стоить 1 триллион долларов. Чтобы стать конкурентоспособным методом хранения данных, стоимость синтеза ДНК должна снизиться примерно в шесть раз, говорят ученые. Ожидается, что это произойдет в течение одного-двух десятилетий. Во-вторых, извлечение нужного файла из множества тоже представляет затруднение в виду необходимости специальных меток. Для решения этой проблемы команда ученых предлагает инкапсуляцию каждого файла в кремнезем со специальным одноцепочечным кодом.

«Хотя может пройти некоторое время, прежде чем ДНК станет жизнеспособной в качестве носителя данных, сегодня уже существует острая потребность в недорогих, массивных решениях для хранения уже существующих образцов ДНК и РНК, полученных при тестировании на Covid-19, геномном секвенировании человека и так далее в области геномики», — говорит Марк Бат.