Технология использования ДНК для хранения данных — это лишь одна из попыток найти альтернативу традиционным электронным системам, которые постепенно достигают пределов своих возможностей.
"Мы производим всё больше данных, и имеющиеся способы их хранения начинают отставать", — комментирует Николас Гиз, физик из Исследовательского института Джорджии.
Главное преимущество ДНК — это её огромная ёмкость и долговечность. В отличие от жёстких дисков, которые нуждаются в замене каждые несколько лет, данные в ДНК могут храниться столетиями, если защитить её от внешних воздействий.
Однако классический метод хранения информации в ДНК, который требует синтеза новых цепей, всё ещё остаётся очень дорогим и медленным.
Новые решения
Чтобы сделать этот процесс дешевле и быстрее, ученые решили использовать эпигенетические метки — молекулы, которые клетки применяют для регулирования активности генов.
Они разработали систему, где короткие фрагменты ДНК с метильными группами (или без них) можно добавлять к цепи ДНК, формируя последовательность, которая соответствует двоичному коду.
В этой системе данные можно расшифровать с помощью секвенирования ДНК, которое распознаёт метильные группы. Присутствие метильной группы обозначает "1", её отсутствие "0".
Этот метод можно адаптировать для массового производства, что значительно удешевит процесс хранения данных, по сравнению с синтезом каждой цепи с нуля.
Следующий шаг — проверка масштабируемости технологии для работы с большими объёмами данных.
Пример использования
Для демонстрации технологии учёные закодировали и расшифровали инструкции по созданию изображения тигра, вырезанного на дереве в эпоху династии Хань, а также цветного изображения панды.
Эти изображения содержали почти 270 000 битов информации. Несмотря на перспективы, до коммерческого применения этой технологии ещё далеко.
Но потребность в новых решениях для хранения данных продолжает расти.