С огромното количество данни, които се генерират ежедневно, учените все по-често насочват вниманието си към ДНК като средство за съхраняване на информация.

Все пак това е естествената система за съхранение на данни, която кодира генетичната информация на всеки жив организъм на Земята.

ДНК е поне 1,000 пъти по-компактна от твърдите дискове.

За да демонстрират това, изследователи вече са успели да кодират всички 154 сонета на Шекспир, 52 страници музика на Моцарт и дори епизод от сериала на Netflix „Biohackers“ в миниатюрни количества ДНК. Но до този момент тези експерименти приличат по-скоро на демонстрации или маркетингови трикове.

Profit.bg

Учените откриха неподозирани възможности на човешката ДНК

Днес обаче съхраняването на данни в ДНК прави крачка към масовия пазар, пише Wired.

Издателството Asimov Press представи първата в света книга, написана в ДНК. Срещу $60 можете да получите както физическо копие на антологията с есета за биотехнологии и научна фантастика, така и капсула с ДНК, в която е кодирана книгата.

За да постигнат това, Asimov Press работят с бостънската компания Catalog, която е създала около 500 000 уникални молекули ДНК, за да кодира съдържанието на 240-те страници на книгата - еквивалент на 481 280 байта данни.

Как работи съхранението в ДНК?

Традиционното съхранение в ДНК преобразува бинарния код на дигитален файл - нулите и единиците - в четирите бази на ДНК: A, C, G и T. Химически синтезирани нишки от ДНК се създават буква по буква, за да съответстват на нужната последователност.

Компанията Catalog представя иновация в света на ДНК технологията за съхранение - метод, наречен комбинаторна асемблирация, който те сравняват с печатната преса на Гутенберг.

По същия начин, както подвижните букви могат да бъдат подредени, за да създадат думи, Catalog разработва „азбука“ от ДНК сегменти, които могат да се комбинират, за да представят информация.

Тези фрагменти се произвеждат масово, а след това ензими се използват за кодиране на информация в тях. По думите на техническия директор на компанията, Дейвид Турек, кодирането на книгата в ДНК и създаването на 1000 копия е струвало няколко хиляди долара.

„Това е случай, при който кодираш информация в ДНК веднъж и след това можеш да създадеш колкото реплики поискаш, като се използват инструментите на молекулярната биология“, обяснява Турек. „Лесно е да се прави в големи обеми.“

Докато дълго време е изследвана връзката между съвременния човек и неандерталеца, наш друг древен роднина – денисовият човек – хвърля нова светлина върху произхода ни

От Сибир до Океания: Денисовците и разклоненията на човешката ДНК

През 2023 г. френската компания Biomemory предлага на пазара ДНК карта за съхранение на данни на стойност $1000. Тя позволява на клиентите да запазят около 1 килобайт информация - приблизително дължината на кратък имейл. Според изпълнителния директор Ерфан Арвани, предложението е било експеримент за измерване на интереса към ДНК съхранението. „Искахме да демонстрираме, че процесът ни е готов да бъде показан пред света“, казва той.

Но синтезирането на ДНК все още коства доста средства и е сравнително бавно, което прави картите значително по-скъпи. От своя страна Catalog твърдят, че техният комбинаторен подход е много по-ефективен, а идентичните копия на книгата допълнително намаляват цената ѝ.

След като Catalog завършва кодирането, ДНК молекулите се изсушават в прах и се изпращат във Франция. Там биологичната компания Imagene ги пакетира в капсули от неръждаема стомана с инертна вътрешна атмосфера - без кислород или влага.

В това състояние ДНК информацията може да бъде запазена за хиляди години.

Нанотехнологии, изкуствен интелект и масивни бази данни дават нови възможности за ранно откриване на рак и ускорена диагностика на животозастрашаващи заболявания като пневмония

AI революция в медицината: По-бърза диагностика и нови надежди за пациентите

Данните се „прочитат“ чрез секвенираща машина, която определя реда на базите A, C, G и T. За този процес в проекта на Asimov Press е използвана услугата на базираната в Сан Франциско компания Plasmidsaurus. Клиентите, които купуват книгата, получават и самата ДНК последователност.

„Често биотехнологиите остават скрити, зад стена“, коментира Нико Маккарти, основателен редактор на Asimov Press. Заедно с главния редактор Зандър Балвит създават проекта с книгата в ДНК, за да помогнат на хората „да почувстват биотехнологията“. Досега издателството е получило близо 500 предварителни поръчки.

Откритието на новите „липохондроцити“ е способно да замени силиконовите импланти с биосъвместима тъкан

Революция в пластичната хирургия: Нов тип клетки може да са тайната за по-естествени импланти

Едно от най-важните предимства на ДНК като носител на данни е, че капсула, пълна с информация, може просто да бъде поставена на рафт или в чекмедже и забравена за години, без да е необходима енергия за поддръжка на данните.

Турек подчертава, че този иновативен метод има потенциала да замени обширните, енергоемки центрове за данни. За разлика от сървърите, които изискват постоянен разход на енергия, ДНК може да съхранява информация дългосрочно, без никакъв енергиен разход, докато данните не бъдат извлечени.

Нов вид инструменти за симулиране на реалност не просто прогнозират движения и взаимодействия – целта им е да разберат защо светът функционира по определен начин

Да симулираш свят – следващата революция в изкуствения интелект

Разбира се, технологията не е идеалният носител за данни, които трябва да бъдат постоянно достъпни, но учените виждат огромен потенциал за съхраняване на големи количества архивна информация, която не се използва редовно.

„Тази технология директно се справя с разходите за енергия“, коментира Турек, като подчертава, че бъдещето на устойчивото съхранение може би се крие в ДНК технологиите.