Китайские учёные разработали новый метод хранения данных в ДНК, способный произвести революцию в этой узкой области. Группа исследователей Пекинского университета и трёх других научных учреждений опубликовала работу, посвящённую применению метилирования ДНК для выборочной мутации «эпи-битов» на уже существующих цепочках ДНК. Это значительно ускоряет процесс записи данных, но применять технологию на практике пока рано.
Источник изображения: MV-Fotos / pixabay.com
Запись информации в ДНК позволяет добиться невероятно высокой плотности данных — до 215 Пбайт на 1 грамм, но процессы записи и чтения пока и очень дороги, и очень медленны. Традиционно размещение данных в ДНК означает создание последовательностей с нуля, а китайские учёные предлагают записывать информацию в уже существующие нити, что в теории поможет сэкономить время и средства.
Метод «эпи-битов» основан на естественном процессе, который называется «метилированием ДНК» — он имитирует эволюцию, которую претерпевают нити ДНК в течение жизни. Учёные создали из нуклеиновых кислот 700 «подвижных типов» ДНК. Этот метод может реализовываться вручную или автоматически: в ходе тестирования исследователи сначала напечатали, а затем вызвали изображения размером 18 833 бита и 252 504 бита (31,5 кбайт) в автоматическом режиме со скоростью 350 битов за реакцию.
Для записи и хранения используется система штрих-кодов, помогающая отметить, где находятся фрагменты данных, чтобы их можно было извлечь с заданным уровнем скорости и точности. Запись информации в ДНК вручную — относительно несложный процесс даже для неспециалистов: 60 добровольцев без опыта работы в биолаборатории при помощи сервиса хранения данных iDNAdrive вручную закодировали 5000 битов текстовых данных.
Предложенный китайскими учёными метод хранения данных в ДНК использует сильные стороны этой технологии — высокие плотность и стабильность — и добавляет к ним программируемость и масштабируемость. Но применять её на практике ещё рано: сейчас запись информации производится на скорости около 40 бит/с — примерно в 30 млн раз медленнее, чем на традиционный жёсткий диск. Зато стоимость оказалась примерно в десять раз ниже, чем создание последовательности с нуля — достаточно купить условные «ручку и чернила». На рынке цены пока заоблачные — французский стартап Biomemory взимает €1000 за запись 1 кбайт на карту памяти с ДНК.