1 грамм бактерий = 931322 ГБ информации.

Биологическое хранение информации


Новый биологический принцип хранения информации был разработан командой CUHK iGEM 2010, состоящей из преподавателей и студентов Китайского университета в Гонконге. Работа была выполнена для участия команды в конкурсе iGEM этого года. В этом году ученые собираются использовать бактерии не только для хранения информации, но и объединить вместе с этим стойкую систему биологического шифрования данных. Естественно, что все технологии манипулирования ДНК и анализа генома, использованные в данной работе, чрезвычайно дороги, что пока не позволяет рассматривать данную технологию с точки зрения практического применения.

Использование бактерий в качестве устройств хранения информации - идея не новая, она была предложена группой Бэнкрофта в 2001 году, а группа ученых Ячи занималась хранением информации в геноме бактерий с 2007 года. Ученые выяснили, что для того, что бы обеспечить надежное хранение данных необходимоы правильно подойти к используемому виду бактерий. Использование Bacillus subtilis обеспечит сверхнадежное хранение благодаря тому, что бактерии размножатся и сделают дополнительные копии данных, микроорганизмы Deinococcus radiodurans могут выдержать радиацию ядерного взрыва и сохранить при этом записанные данные.

Кодирование информации


Кодирование информации в ДНК называется рекомбинацией ДНК и производится сложными методами генной инженерии. Для преобразования в генный вид информация подвергается перекодированию. Каждый байт информации, содержащий 8 бит, кодируется двумя четырехбитными последовательностями, соответствующими различным основам ДНК. Значение 0 соответствует аденозину, 1 - тимину, 2 - цитозин и 3 - гуанину. С математической точки зрения такие преобразования достаточно просты и понятны. После перекодирования информация подвергается сжатию с использованием алгоритмов Хоффмана и LZ77, что позволяет сократить объем информации и избавиться от повторяющихся блоков.

Используя современные технологии кодирования ДНК невозможно вместить достаточно объемную информацию в одну последовательность. Таким образом информация должна фрагментироваться, каждый фрагмент обрамляется специальными метками начала и контрольной суммой, позволяющей контролировать и корректировать ошибки (мутации). После этого начинается непосредственно сборка ДНК и ее внедрение в геном бактерий.

Пакет закодированных данных


Чтение информации, записанной биологическим образом, тоже является достаточно сложной операцией. Но, с появлением новых современных устройств и технологий это в будущем будет делаться гораздо проще.

Ну, и наконец можно привести несколько фактов. В одной бактерии вида E. Coli, а именно этот вид использовался командой iGEM, можно сохранить всего один килобайт информации. А в одном грамме живого веса содержится такое количество особей этого вида, что общее количество информации составит 931322 ГБ.




Ключевые слова:
Бактерии, Микроорганизм, Информация, ДНК, Кодирование, Сжатие, Хранение, Чтение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые закодировали 100 байт информации в геноме бактерий E.Coli при помощи ...
  • Шпионские игры: закодированные сообщения можно передавать с помощью модифиц ...
  • BacillaFilla - бактерии-ремонтники будут заделывать трещины в бетоне и асфа ...
  • Бактерии научили решать сложные задачи.
  • Новые топливные элементы заселят колониями бактерий.




  • 29 ноября 2010 06:42
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1488
    Скушает такое заранее подготовленный организм и начнутся внутри него превращения.
    Или "вам письмо - капсула с 10т бактериями" smile
        
    29 ноября 2010 09:14
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3854
    А если информация, а ее последовательность - штука совершенно непредсказуемая, закодированная в виде генома, приведет к появлению суперболячек или еще чего-то подобного?


    --------------------
        
    29 ноября 2010 13:27
    #3 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    А еще можно научится читать память предков, и возможно в днк человека можно считать видеофильм жизни всех его предков.
        
    30 ноября 2010 19:01
    #4 Написал: Godlatro

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Ну у вас и шутки. Это же генетические изменения, если внести их в днк, неизвестно к каким изменениям это приведет для потомства. И к стати она не сможет быть долговечной такая информация. Ведь эволюция, генетические изменения, приспосабливаемость организмов к среде и тому подобные факторы так или иначе изменят на генетическом уровне внесенную информацию. Если учитывать скорость с которой плодятся бактерии, (допустим оболочка их хранящая способна хранить их 100 лет) после определенного времени, когда оболочка изменится, на нее повлияют факторы, (холод, жар, радиация, другие излучения) то бактерии быстро плодясь начнуть приспосабливаться изменяя свой геном. И уже в будущем никто не сможет прочесть информацию.
    А уж если она закодированной будет....
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.