Прорив у науці: вчені роздрукували книгу на молекулах ДНК
У США біоінженери нанесли текст книги з 53 тисяч слів на молекули ДНК, а потім прочитали його за допомогою пристрою секвенування, досягнувши рекордної щільності запису інформації - 5,5 петабіт на кубічний міліметр.
Науковці намагаються пристосувати молекули ДНК для зберігання довільних даних з 1988 року, коли американським біоінформатикам вперше вдалося записати 7,9 кілобайт інформації на молекулу ДНК і прочитати її.
Дослідники під керівництвом Шрірама Косурі з Гарвардської медичної школи в Бостоні розробили особливий комп'ютерний алгоритм, що дозволяє стиснути і підготувати для запису на молекулу ДНК практично необмежений обсяг інформації.
Щоб нанести запис, дані розбивають на рівні шматки і записують на короткі фрагменти ДНК завдовжки в 159 нуклеотидів.
Кожен такий блок містить 96 біт даних, 19-бітна адресу блоку і два фрагменти по 22 біта, що кодують початок і кінець інформаційного уривка.
У кожному випадку один нуклеотид кодує один біт даних - азотисті основи аденін (А) і цитозин (С) позначають логічну "одиницю", а гуанін (G) і тимін (T) - логічний нуль.
Як зазначається в матеріалі, опублікованому в Science, під час запису інформації блоки синтезуються з окремих нуклеотидів за допомогою струменевого ДНК-принтера.
Наявність адреси у кожного блоку дозволяє зберігати інформацію у вигляді суміші з коротких послідовностей нуклеотидів, а не єдиного ланцюжка ДНК. Така методика дозволяє зберігати практично необмежений обсяг інформації.
Науковці нанесли на молекули ДНК електронну версію книги "Регенезис: як синтетична біологія перевинайде природу і нас самих" науковця Джорджа Черча, що входить до групи дослідників, і письменника Еда Реджіса.
Електронна версія цієї книги містить в собі 5,27 мегабіта (658 кілобайт) інформації, зокрема 53,5 тисячі слів, 11 картинок і 1 ява-скрипт.
Науковці синтезували необхідні фрагменти ДНК, змішали їх, розмножили і прочитали за допомогою пристрою секвенування Illumina HiSeq. Як наголошується в статті, книга була зчитана лише з десятьма помилками на 5,27 мегабіта даних.
На думку дослідників, ДНК може стати одним з основних способів зберігання інформації в архівах і для інших цілей, що не потребують швидкого доступу до даних.
Адже щільність запису при цьому перевищує характеристики флеш-пам'яті і жорстких дисків в мільйони разів, а аналогічну характеристику у квантовій голографії - в сотні разів.
Коментарі -
