Новая технология сборки полимерной "ДНК" даст людям в руки самое миниатюрное хранилище данных в мире

Молекула синтетического полимера


Исследователи из института Чарльза Сэдрона (Institut Charles Sadron) и университета Эйкс-Марселле (Aix-Marseille Universite), Франция, разработали новую технологию записи двоичных данных в виде последовательности цепочки синтетического полимера, толщина которой приблизительно в 60 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Данная технология имеет огромную перспективу в недалеком будущем стать хранилищем цифровых данных, которое имеет не только самые малые размеры на сегодняшний день и самое большое значение показателя плотности хранения информации, но и обладает рядом других весьма привлекательных параметров.

В настоящее время для хранения одного зетабайта (1 миллиарда терабайт) требуется порядка тысячи килограмм кобальтового сплава, материала, используемого в пластинах современных жестких дисков. Зетабайт информации, записанный в виде последовательности цепочки молекулы ДНК, потребует всего около 10 граммов этого материала.

Процесс синтеза последовательности ДНК весьма похож на нанизывание жемчуга на нитку. И в самом простом случае информация при таком подходе кодируется в виде традиционных нулей и единиц. Каждому из значений соответствует определенная последовательность химических компонентов, называемых мономерами, которые при помощи химических методов сцепляются в определенном порядке в одну цепь. А при помощи достаточно обычного масс-спектрометра, устройства, использования для считывания последовательности ДНК, записанную в нее информацию можно считывать с высоким уровнем достоверности.

Мы уже рассказывали о том, что Джордж Черч (George Church), профессор генетики из Института Вайса Гарвардского университета, при помощи метода синтеза ДНК создал 70 миллионов копий его книги по генетике, которые помещались внутри крошечной капли жидкости. Французским же исследователям удалось закодировать в виде последовательности оснований молекулы полимера около 10 мегабайт информации, а в будущем количества информации могут быть увеличены на несколько порядков. К тому же ДНК, как и синтетические полимерные молекулы, при определенных условиях может храниться в неизмененном виде минимум 100 тысяч лет, и такие хранилища являются более надежным способом длительного хранения информации, нежели любые существующие технологии, включая оптические и жесткие диски.

Но самым большим препятствием, которое пока еще не позволяет на практике использовать ДНК для хранения информации, является время. Для синтеза ДНК, в которой были закодированы вышеупомянутые 10 мегабайт информации, потребовалось несколько дней, а расшифровка (считывание) этих данных производится в течение восьми часов. Однако, учитывая прогресс в этом направлении, можно рассчитывать на то, что существенные прорывы могут произойти в уже ближайшие два-три года, после чего станет возможной запись информации на ДНК в количествах, сопоставимых с объемами полнометражных фильмов, на проведение которой будет уходить более-менее адекватное время.

"Чистая ДНК является действительно биологическим объектом, созданным самой природой. Однако, ДНК далеко не во всех случаях идеально подходит для ее использования в нанотехнологиях и других областях. Для этих областей требуется нечто совершенно другое" - пишут исследователи, - "Наша идея заключается в том, что при помощи химических методов мы можем синтезировать длинные полимерные молекулы с заданной структурой, а процесс их синтеза может быть гораздо дешевле и быстрее процесса синтеза искусственной ДНК".




Ключевые слова:
ДНК, Полимер, Молекула, Последовательность, Информация, Запись, Считывание, Синтез

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Компания Microsoft разрабатывает хранилище данных на базе ДНК для своих обл ...
  • Музыкальная группа OK Go выпустит первый в мире альбом, записанный в виде п ...
  • Молекулы ДНК могут использоваться для надежного хранения цифровых данных, п ...
  • Ученые закодировали в молекуле ДНК электронную книгу из области генетики.
  • Устройство памяти на основе фазовых переходов отправит в забвение SSD-диски ...

  • Только на www.dealmed.ru есть оборудование для офтальмологии по низкой цене для всех клиентов.


    15 июня 2015 06:53
    #1 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Интересно, как они собираются хранить эти ДНК-и с информацией? Ну, чтоб получить надежность хранения, иметь произвольные доступ к нужным ДНК-ам,... ?
        
    15 июня 2015 11:06
    #2 Написал: DSL115

    Публикаций: 0
    Комментариев: 73
    Второй параграф: начинается со слов
    " В настоящее время зла..."

    Аж мурашки по коже побежали!
        
    15 июня 2015 12:13
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3785
    Цитата: DSL115
    Аж мурашки по коже побежали!

    До чего же люди впечатлительны -)))

    Цитата: zlat
    как они собираются хранить эти ДНК

    В криокамерах, ИМХО. Останки мамонтов вон сколько лет лежат в вечной мерзлоте, и их ДНК остается в целости и сохранности

    Цитата: zlat
    иметь произвольные доступ

    Достал пробирку в которой N-ное количество одинаковых молекул, засунул в секвенсер и через 8 часов получил информацию. Но это пока так все видится, в будущем могут придумать нечто получше


    --------------------
        
    15 июня 2015 12:46
    #4 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Достал пробирку в которой N-ное количество одинаковых молекул, засунул в секвенсер и через 8 часов получил информацию.

    Ну какое это хранилище данных в таком варианте? Я с большим успехом могу флешку в пробирку кинуть. В пробирке с флешкой будет больше информации, и с доступом никаких проблем. И получится, что по показателю плотности хранения информации до флешки им еще очень далеко.
        
    15 июня 2015 16:13
    #5 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 775
    zlat, про флэшку это ты верно пошутил? т.к.: Срок хранения данных на флэшке


    --------------------
        
    15 июня 2015 19:32
    #6 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3785
    Цитата: Zerger
    про флэшку это ты верно пошутил

    Да и про объем информации - шутка в том же стиле -))


    --------------------
        
    16 июня 2015 06:25
    #7 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Срок хранения данных на флэшке

    Не, ну если не устраивает срок хранения, то можно складывать в банки сапфировые диски. Кстати, вот ссылочка про флешку: Накопители для сверхдлительного хранения информации.
    А по поводу объема информации: посчитаем, сколько информации поместится в 1 дм3 объема? (даже если не учитывать объем самих криокамер, которые нужны для хранения этих колбочек)
    По моему, так сейчас наскальная живопись сопоставима с хранением ЗАКОДИРОВАННОЙ в нынешнем варианте информации в пробирке.

    Вот если бы они маркировали каждую ДНК-у отдельным кодом, и могли из пробирки вытащить нужную по этому коду, тогда бы это было хранилище. А сейчас одна ДНК у них размером с пробирку.
        
    16 июня 2015 13:58
    #8 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 775
    zlat,
    + не забывай, что хранить цфровую информацию в ДНК эТо КрУтО!!! =) представь себе: секретный агент получает задание доставить информацию из рук в руки, её зашифровывают в ДНК молекуле, вставляют в волос, а волос высаживают агенту в паховой области, по дороге происходит нападение и агента убивают и обезглавливают, обыскивают, ничего не находят, а во время подготовки к похоронам информацию снова находят нужные люди!!! Шикарно!


    --------------------
        
    16 июня 2015 14:49
    #9 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Цитата: Zerger
    Шикарно!

    wink +++
        
    17 июня 2015 21:35
    #10 Написал: Philosoph

    Публикаций: 0
    Комментариев: 63
    Zerger, прям сценарий для очередной части Бондианы))
    zlat, по поводу флешки и записи информации на ДНК шутка вообще никуда не катится! Если взглянуть серьёзно на то что есть в этой области, то уже есть большие успехи, НО! не стоит забывать что технологии развиваются и флешка не была придумана за раз, ведь первые цифровые носители информации занимали крайне большие пространства и имели крайне малый объём! Сравнивать флешку с ДНК - это тоже самое что сейчас флешку на 128Гб и флоппи диск на 512кб - разные весовые категории и вообще неравный бой!)

    ===========
    Меня сейчас другое интересует! Информация записанная на ДНК я понял будет "холодной", т.е. для холодного хранения информации будет данный носитель пригоден или же всё таки её можно будет использовать для "горячего" хранения данных и как следствие будет иметь возможность перезаписи информации? Если строго для холодного хранения, то это интересно будет лишь малому кругу лиц (Дата Центры и оные схожие места где требуется хранение огромных массивов данных на крайне длительный промежуток с крайне малым кол-вом обращением к ней), а если всё таки для горячего хранения, то уже интересней становится и можно будет увидеть системный блок не больше спичечного коробка с огромными вычислительными возможностями превышающим возможности современных! В общем ждём развитий в данном направлении!
        
    18 июня 2015 07:31
    #11 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Цитата: Philosoph
    Сравнивать флешку с ДНК

    Да какая там флешка! В нынешнем виде хранение информации в ДНК (1 шт. ДНК в одной колбочке) я с наскальной живописью сравниваю

    Цитата: Philosoph
    будет данный носитель пригоден

    Какой носитель? В том-то и дело, что нет никакого носителя. Ой нет, как же, носитель: это колбочка. То есть проблем с перезаписью в колбочку нет: выливаешь все из колбочки, стерилизуешь, выращиваешь кучку одинаковых ДНК, наливаешь в колбочку.
    можно будет увидеть системный блок не больше спичечного коробка с огромными

    Можете в системном блоке места под пробирки выделять smile
        
    21 июня 2015 22:08
    #12 Написал: neofitus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    На мой взгляд очень переспективная технология.
    Никакие другие технологии хранения информации скорее всего и близко с ней не сравнятся по плотности хранения данных и по надежности.
    Плюс потенциально возможность быстрого копирования через репликацию молекул-хранителей данных.
    При помощи одноклеточных организмов можно букквально размножать данные в геометрической прогрессии.
        

    Информация

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