Jump to content

Учёные из Гарварда записали 643 килобайта данных в молекулу ДНК


Вадимка

Recommended Posts

Учёные из Гарварда записали 643 килобайта данных в молекулу ДНК

4589ad8b83e8d460592ba0efa2b45999.jpgМолекулы ДНК — это идеальный носитель информации: они фантастически компактны, стабильны, энергетически эффективны и надёжны: доказанная продолжительность хранения информации в ДНК составляет 3,5 миллиарда лет. Четыре грамма молекул ДНК, теоретически, могут вместить всю информацию, созданную человечеством за год.

Неудивительно, что учёные упорно пытаются найти удобный способ записи и считывания информации из ДНК. Два года назад биологи из Гонконга сумели внедрить в клетку бактерии E.coli синтетическую ДНК с несколькими килобайтами зашифрованной информации. В одном грамме бактерий около 10 млн клеток, а информационная плотность такого хранилища можно оценить в 900 ТБ на 1 грамм бактерий.

Сейчас специалисты из Кембриджского университета под руководством Джорджа Чёрча (George Church) бросили вызов китайским коллегам и поставили новый рекорд по количеству информации, внедрённой в синтетическую ДНК. Они смогли записать текст целой книги в 1 пикограмм молекул (пикограмм — одна триллионная грамма). Научная работа опубликована 16 августа 2012 года в журнале Science.

Для кодирования информации в ДНК используется четверичная система счисления, по количеству нуклеотидов (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G). Специалисты из Китайского университета Гонконга переводили текст в цифры по таблице ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77), затем в четверичную систему (105 → 1221; 71 → 0113; 69 → 0111; 77 → 0131), а потом в цепочку нуклеотидов.

iGem → 1221011301110131 → ATCTATTGATTTATGT

Специалисты из Гарварда использовали другой метод. Во-первых, они принципиально отказались от использования живых организмов, а внедряли синтетическую ДНК в молекулу, сгенерированную на коммерческом ДНК-чипе. Таким образом, записанная информация не может быть потеряна из-за генетических мутаций при эволюции организма-носителя.

Во-вторых, они кодировали не текст ASCII, а бинарный код — последнюю книгу Чёрча, с сохранением форматирования HTML и иллюстраций JPEG. Перед записью код разбили на 96-битные блоки. Общий объём записанной информации составил 54898 таких блоков, то есть примерно 643 килобайта, включая служебную информацию — 19-битный уникальный адрес каждого блока (на диаграмме внизу он изображён красным цветом).

bf6d26ff92525332a02d6b9881ad5dd5.png

В данном эксперименте достигнута информационная плотность записи 5,5 петабит на кубический миллиметр. Такой показатель плотности информации можно сравнить с передовыми разработками в области квантовой голографии, но если там требуется создание экстремально низких температур, то молекулы ДНК отлично себя чувствуют при комнатной температуре. «Вы можете бросить их где хотите, в пустыне или у себя во дворе, и они будут там через 400 тысяч лет», — говорит профессор Чёрч.

Запись и считывание информации, то есть синтез и секвенирование ДНК, конечно, происходит гораздо медленнее, чем запись и считывание магнитных или оптических накопителей. Поэтому биологические молекулы больше приспособлены для долговременного хранения больших объёмов данных, а не для частого считывания.

Источник

Link to comment

В ~13 грамм материала можно упихать зеттабайт данных. Пожалуй отведу небольшой кусок своей тушки под инфу =). Буду ходячим файлообменником =). Остается только найти способ быстрого считывания этих данных.

Link to comment

olegsus

2 основные фичи технологии:

1. Сверх надежность - данные сохраняются неопределенно долго.

2. Очень высокая плотность записи - зеттабайт в 13 граммах.

Минусы технологии:

1. Чтение ну очень медленное (пока)

2. Дорого (пока)

Практическое применение - энциклопедии всякие, сохранение данных во всяких неожиданных местах.

Link to comment
жду что-нибудь, наподобие сиди-привода. ДНК-привод Х4, круто. выезжает лоток, кладешь туда днк и смотришь кино. пожатое в mpeg4. много кина.

Не, не так. Видишь незнакомую девушку на улице, она тебе кивает. Ты к ней подходишь и целуешь взасос, потом идёшь домой, открываешь ДНК-привод X4, плюёшь туда, смотришь CAMRip "Неудержимых 7". The DNA Bay.

Link to comment

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...