Mga Key Takeaway
- Nakahanap ang mga mananaliksik ng paraan upang palawakin ang kakayahan ng DNA na humawak ng impormasyon.
- Bahagi ito ng pagsisikap na gamitin ang DNA para sa pag-imbak ng data sa computer.
-
Ang data na hawak sa imbakan ng DNA ay maaaring potensyal na makuha pagkatapos ng libu-libong taon.
Maaaring isang araw ay mapalitan mo ang iyong hard drive ng isang storage device na gawa sa DNA, at maaaring ito ay isang pangmatagalang paraan upang mag-imbak ng impormasyon.
Ang mga mananaliksik ay gumawa kamakailan ng isang paraan upang palawakin ang imbakan ng data ng DNA sa pamamagitan ng artipisyal na pagpapalawak ng alpabeto ng DNA. Bahagi ito ng malawak na pagsisikap na gamitin ang DNA para magkaroon ng impormasyon sa computer.
"Ang DNA ay 1 milyong beses na mas siksik kaysa sa pinakasiksik na mainstream na digital storage device," si Luis Ceze, isang propesor sa computer science at engineering na nag-aaral ng DNA storage sa University of Washington, ay nagsabi sa Lifewire sa isang panayam sa email.
Matagal na Imbakan
Ang DNA ay naglalaman ng apat na kemikal-adenine, guanine, cytosine, at thymine-na kadalasang tinutukoy ng mga inisyal na A, G, C, at T. Binubuo nila ang sikat na double helix sa mga kumbinasyon na maaaring i-decode o i-sequence ng mga siyentipiko. Pinalawak ng mga mananaliksik ang malawak nang kapasidad ng DNA para sa pag-iimbak ng impormasyon sa pamamagitan ng pagdaragdag ng pitong sintetikong nucleobase sa umiiral nang apat na letrang lineup.
"Imagine the English alphabet," sabi ni Kasra Tabatabaei, isang researcher sa Beckman Institute for Advanced Science and Technology at isang co-author sa pag-aaral na ito, sa isang news release. "Kung mayroon ka lamang apat na titik na gagamitin, maaari ka lamang lumikha ng napakaraming salita. Kung mayroon kang buong alpabeto, maaari kang gumawa ng walang limitasyong mga kumbinasyon ng salita. Ganun din sa DNA. Sa halip na i-convert ang mga zero at isa sa A, G, C, at T, maaari naming i-convert ang mga zero at isa sa A, G, C, T, at ang pitong bagong titik sa alpabeto ng storage."
Ang research team ang unang gumamit ng chemically modified nucleotides para sa pag-iimbak ng impormasyon sa DNA, ngunit kailangan nilang humanap ng bagong paraan para bigyang-kahulugan ito. Pinagsama nila ang machine learning at artificial intelligence (AI) para bumuo ng DNA sequence readout processing method para makita ang mga binagong kemikal mula sa mga natural.
"Sinubukan namin ang 77 iba't ibang kumbinasyon ng 11 nucleotides, at ang aming pamamaraan ay nagawang makilala ang bawat isa sa kanila nang perpekto, " si Chao Pan, isang nagtapos na estudyante sa University of Illinois Urbana-Champaign at isang co-author nito pag-aaral, sinabi sa release ng balita. "Ang malalim na balangkas ng pag-aaral bilang bahagi ng aming pamamaraan upang matukoy ang iba't ibang mga nucleotide ay pangkalahatan, na nagbibigay-daan sa pagiging pangkalahatan ng aming diskarte sa maraming iba pang mga aplikasyon."
Ang isang punto sa pabor ng DNA bilang isang storage medium ay ang tibay nito. "Isipin ang 1000s of years-tandaan ang sinaunang DNA na natagpuan," sabi ni Ceze.
DNA ay hindi kailanman magiging lipas.
Maaaring i-sequence ng mga siyentipiko ang mga fossilized strand para matuklasan ang mga genetic na kasaysayan at bigyang-buhay ang mga matagal nang nawala na landscape.
"Sa panahong nahaharap tayo sa hindi pa nagagawang mga hamon sa klima, ang kahalagahan ng napapanatiling mga teknolohiya sa pag-iimbak ay hindi maaaring labis na tantiyahin," sabi ni Olgica Milenkovic, isang propesor ng electrical at computer engineering at isang co-author ng pag-aaral, sa Paglabas ng balita. "Lumalabas ang mga bago at berdeng teknolohiya para sa pag-record ng DNA na gagawing mas mahalaga ang molecular storage sa hinaharap."
Storing All Our Stuff
Maaaring ang DNA ang perpektong lugar para panatilihin ang lumalagong data ng sangkatauhan. Tinatantya ng isang kamakailang ulat na noong 2020, nakabuo ang mga tao ng data na katumbas ng 400 bilyong terabytes o 40 'shoeboxes' ng DNA data storage.
Ang pagsasanay ng pag-iimbak ng iyong impormasyon sa DNA ay papalapit na sa katotohanan. "Para sa pag-imbak ng maliit na mahalagang data, ang DNA ay mabubuhay ngayon-isipin ang 100s ng mga MB," sabi ni Ceze.
Labinlimang tech na kumpanya at institusyon noong nakaraang taon ay bumuo ng isang alyansa para isulong ang DNA data storage. Sinabi ng Microsoft na ito ay nagpakita ng isang ganap na automated system na may kakayahang mag-imbak at kumuha ng data mula sa DNA; ang kumpanya ay nag-imbak din ng 1GB ng data sa DNA at na-recover ito.
Ngunit hinuhulaan ni Ceze na aabutin ng lima hanggang 10 taon bago makipagkumpitensya ang DNA sa mga pangunahing backup na solusyon tulad ng optical hard drive. Ang huling tatlong taon ay nakakita ng isang pagsabog ng interes sa teknolohiya, "Ang DNA ay hindi kailanman magiging laos," sabi ni Ceze. "May natural na 'air gap,' na kanais-nais para sa seguridad. [Ngunit] ang mga ito ay napaka-kanais-nais na mga katangian para sa pangmatagalang imbakan."
