ДНК: новая глава в хранении данных. В одном грамме ДНК миллиарды гигабайт

30.08.2012


sn-storage-thumb-200xauto-14310 (200x150, 19Kb)
http://www.molbiol.ru/

В одном грамме ДНК можно вместить миллиарды гигабайт информации.
Одного миллиграмма молекулы достаточно, чтобы закодировать полный текст каждой книги из Библиотеки Конгресса США. Недавно это казалось фантастикой.
До сегодняшнего дня.
В новом исследовании учёные смогли закодировать учебник генетики объёмом 5,27 мб в менее чем 1 пкг ДНК.

Несколько команд учёных уже пытались кодировать данные в геномы живых клеток. Но такой подход имеет несколько недостатков. Во-первых, клетки умирают. Во-вторых, они воспроизводятся, вводя новые мутации в течение долгого времени, что может изменить данные.

Чтобы обойти эти проблемы, команда во главе с Джорджем Черчем, биологом из Медицинской школы Гарварда в Бостоне, создала систему кодирования информации в ДНК, которая не предполагает использования клеток вообще. Вместо этого специальный принтер помещает короткие фрагменты химически синтезированной ДНК на поверхность крошечного стеклянного чипа. Чтобы закодировать цифровой файл, исследователи делят его на небольшие совокупности данных, которые кодируются олигомерными ДНК. Данные олигомеры представляют собой удобные для хранения носители, состоящие каждый из 159 нуклеотидов. Каждый такой олигомер многократно копируется, чтобы система, сверяя копии, могла корректировать ошибки. В каждом олигомере 96 нуклеотидов представляют закодированные данные как нули и единицы в цифровом коде; 19 нуклеотидов показывают, как эти блоки должны быть расположены и 44 нуклеотида обеспечивают более легкое считывание. Имитируя двоичный код, исследователи использовали два типа нуклеотидов (As и Cs) в качестве 0 и Gs, Ts – в качестве 1.

После кодирования книги в ДНК и перевода её назад в цифровую форму, система зафиксировала 2 ошибки на миллион бит, в виде нескольких однобуквенных опечаток. Это сопоставимо с кодированием на DVD и намного лучше, чем магнитные жесткие диски. Из-за крошечного размера ДНК-чипы – теперь носитель данных, с самой высокой известной информационной плотностью. "Как бы то ни было, стоимость сиквенса ДНК и других инструментов в настоящее время делает непрактичным широкое использование такого носителя, – говорит Даниэль Гибсон, биолог из J. Craig Venter Institute в Роквилле, Мэриленд. – Однако направление развивается быстро, и технология скоро будет дешевле, быстрее и портативнее".

Источники:
http://news.sciencemag.org/sciencen...ode.html?ref=hp
http://www.nature.com/news/dna-data...records-1.11194