Ученые создали жесткий диск на основе ДНК, который можно стирать и перезаписывать многократно
Исследователи из Университета Миссури решили эту проблему, превратив ДНК из одноразовой среды в цифровой жесткий диск с возможностью перезаписи. Их исследование опубликовано в журнале PNAS Nexus.
ДНК — это нечто невероятное: она хранит план жизни в крошечной стабильной упаковке, — говорит Ли-Цун «Эндрю» Гу, профессор химической и биомедицинской инженерии в Инженерном колледже Университета штата Миссури. — Мы хотели проверить, сможем ли мы хранить и перезаписывать информацию на молекулярном уровне быстрее, проще и эффективнее, чем когда-либо прежде».
Современные компьютеры хранят информацию в виде последовательности нулей и единиц. Хранение данных на основе ДНК идет еще дальше: эти биты преобразуются в последовательности букв — A, C, G и T — тех самых строительных блоков, из которых состоит ДНК.
Чтобы хранить цифровые файлы в ДНК, ученые преобразуют нули и единицы, из которых состоят фотографии, видео и другие данные, в последовательности из этих четырех химических элементов. Затем машины создают синтетические нити с точно таким же узором.
Преимущества ДНК поразительны. Она может хранить огромное количество информации в крошечных объемах; теоретически все данные мира могли бы уместиться в коробку размером с обувную. При хранении в сухом и прохладном месте она остается стабильной в течение тысяч лет. А для хранения данных таким способом требуется гораздо меньше энергии, чем для работы огромных дата-центров.
Однако до сих пор хранение данных в ДНК было необратимым. После кодирования данные нельзя было обновить или использовать повторно, что было серьезным ограничением для всего, кроме долгосрочного архивирования.
Ученые из Университета Миссури разработали метод, который позволяет многократно стирать и перезаписывать данные, хранящиеся в ДНК. Такая возможность перезаписи необходима для любой системы хранения данных, предназначенной для регулярного повседневного использования. Благодаря их методу ДНК будет работать не как статичный архив, а скорее как современный жесткий диск — с невероятной плотностью хранения данных и долговечностью.
Чтобы извлечь информацию, необходимо прочитать последовательность ДНК. Команда ученых из Университета штата Миссури разрабатывает компактное электронное устройство в паре с детектором молекулярного масштаба, который называется нанопористый сенсор. Когда ДНК проходит через сенсор, в нем происходят едва заметные электрические изменения, которые программное обеспечение преобразует в нули и единицы, а затем в исходный файл с данными.
В перспективе исследователи рассчитывают уменьшить устройство до размеров USB-накопителя.
Сообщение Ученые создали жесткий диск на основе ДНК, который можно стирать и перезаписывать многократно появились сначала на Время электроники.