Сегодня 22 апреля 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Для хранения данных на ДНК предложены крошечные капсулы — это снизит уровень ошибок и защитит от потерь информации

Природа придумала поразительное по плотности хранения данных решение — ДНК. Всю информацию из интернета, включая бесконечные фотографии котиков, можно записать на ДНК в объёме коробки для котика средних размеров. Учёные давно пытаются повторить этот трюк и у них даже есть успехи.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Используя для кодирования данных на ДНК только четыре природных азотистых основания в объёме коробки для обуви можно записать 215 Пбайт данных. Но если синтезировать искусственные азотистые основания и довести их до 11 базовых кодов, то объём хранимых в «коробке» данных можно удвоить! При должном подходе эта информация может храниться миллионы лет в отличие от данных на жёстких дисках и SSD. Когда-нибудь это произойдёт, но пока исследователи решают ряд связанных с записью на ДНК проблем, в частности, это проблема разрушения данных при многократном обращении к ним и, как следствие, нарастание ошибок и потеря данных.

В новой статье в журнале Nature группа исследователей предложила интересную методику защиты и маркировки информационного ДНК-носителя, которая защищает носитель от разрушения в процессе чтения, а также облегчает сортировку ДНК-файлов и ведёт к созданию роботизированных библиотек.

Сегодня в базовом процессе работы с записанной на ДНК информацией всё происходит следующим образом: в «суп» из ДНК-носителей подаётся затравка — праймер — которая запускает реакцию ПЦР (полимеразная цепная реакция) с реплицированием нужного «файла». Каждый «файл» — это записанная нить ДНК, помеченная определённым образом, и праймер цепляется к ней и запускает процесс тиражирования. Современным инструментам по расшифровке ДНК нужны миллионы одинаковых последовательностей, чтобы надёжно расшифровать один «файл». Каждое такое «чтение» вносит ошибки и, в конечном итоге, разрушает информацию. Наконец, становится трудно работать с несколькими «файлами» одновременно.

Чтобы избежать всего этого учёные придумали заключать файл-ДНК в полимерную капсулу, но не просто так, а только при нагреве до температуры выше 50 °C. Процесс ПЦР запускается при меньшей температуре, затем при нагреве исходный «файл» прячется в капсулу и дальше всё идёт без него. Это позволяет защитить исходные данные в процессе чтения (реплицирования), а также даёт возможность присвоить каждому «файлу» свою метку — в данном случае это флюоресценция разных оттенков.

Свечение даёт возможность роботизировать каталогизацию и последующий отбор файлов — это путь к созданию библиотек. Для чтения реплицированных ДНК систему достаточно остудить и выделить из неё всё, что воспроизвелось в процессе ПЦР. Исходный ДНК-носитель в таком случае остаётся незатронутым в процесс ПЦР и не вносит в свою структуру ошибки, а цветовая метка, по которой его можно сортировать, остаётся при нём.

 Источник изображения: Tom de Greef

Микрокапсулы с ДНК, помеченные флюоресцирующими метками, под микроскопом. Источник изображения: Tom de Greef

По словам исследователей, предложенная методика позволяет считывать до 25 файлов одновременно, и теряет только 0,3 % файла после трёх считываний, а не 35 %, как при использовании существующих методов.

«Теперь остается только ждать, когда стоимость синтеза ДНК снизится еще больше, — сказал Том де Гриф (Tom de Greef), ведущий автор исследования. — Тогда техника будет готова к применению».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Евросоюз занялся изучением политики Broadcom в отношении лицензирования продуктов VMware 9 ч.
Палата представителей Конгресса США приняла новый законопроект о блокировке TikTok, и в этот раз его одобрят в Сенате 21 ч.
Новая статья: Ender Magnolia: Bloom in the Mist — девочки опять грустят. Предварительный обзор 21-04 00:03
Биткоин пережил четвёртый в истории халвинг — вознаграждение майнерам снизилось вдвое 20-04 11:13
Schneider Electric ведёт переговоры о покупке Bentley Systems 20-04 01:10
Не думай о секундах свысока: спустя 26 лет спидраннер побил «невозможный» рекорд прохождения первого уровня Doom II — ушло 100 тысяч попыток 20-04 00:37
Новая статья: Atom Bomb Baby: рассказываем, почему Fallout — идеальная экранизация видеоигрового материала, и почему этот сериал не стоит пропускать 20-04 00:05
Bethesda готовит «несколько очень хороших обновлений» для Starfield, а Fallout 5 не в приоритете 19-04 23:00
Apple откроет сторонним приложениям доступ к NFC 19-04 22:34
В Dota 2 стартовало сюжетное событие «Павшая корона» с уникальными наградами, новыми «арканами» и комиксом 19-04 22:19
Новая статья: Обзор ASUS Zenbook Duo UX8406MA (2024): OLED’никовый период — эра ноутбуков 6 ч.
Власти Японии потратят $470 млн на создание ИИ-суперкомпьютера нового поколения 9 ч.
Tesla надеется предложить FSD китайским клиентам в ближайшее время 22 ч.
Илон Маск снизил цены на электромобили Tesla и опцию FSD, отложил свой визит в Индию 23 ч.
Спрос на электроэнергию в районе Чикаго взлетит на 900 % из-за ИИ ЦОД 20-04 21:35
ИИ-облако TensorWave получит 20 тыс. ускорителей AMD Instinct MI300X 20-04 20:50
«Микрон» представил российский ПЛК на базе RISC-V для автоматизации критических инфраструктур 20-04 20:37
«Группа Астра» создала компанию «Иксдата» по выпуску ПАК для высоконагруженных СУБД и анализа данных 20-04 20:33
Новый BIOS для плат Asus Z790 повышает стабильность работы чипов Intel, но снижает их производительность 20-04 18:54
Meta готовит смарт-браслет с возможностью считывания сигналов мозга 20-04 17:56