Телефон для связи:

(0322) 44-54-32

часы приема: с 1000 до 1800

ДНК будет использоваться вместо жестких дисков

04.09.2015

В течение ближайших пяти лет станет возможным создание компьютеров, которые для хранения информации будут использовать молекулы ДНК. Теоретическая база для них была уже разработана несколько лет назад. Сейчас ведутся работы по снижению себестоимости новых технологий и уменьшении времени считывания информации с биологических носителей.

dnk-budet-ispolzovatsya-vmesto-zhestkix-diskov

Самые надежные хранители информации

Самой перспективной технологией в настоящее время считается кодирование данных в молекулах ДНК. Созданные на сегодняшний день молекулярные диски весом около 28 г вмещают более 300 тысяч ТБ информации, превосходя лучшие современные аналоги на кристаллической основе в 50 раз. Вдобавок ко всему они могут надежно хранить информацию на протяжении многих веков, если для них создать оптимальный температурный режим и избавить от влияния вредоносного излучения. В то же время обыкновенные жесткие диски не могут служить более 50 лет при условии постоянного обеспечения электричеством.

На нашей планете ДНК в качестве надежного носителя информации используется минимум 3,5 млрд. лет и за этот огромный период доказала свою надежность в качестве природной информационной системы.

Разработанные системы кодирования ДНК во многом напоминают методы преобразования данных  перед загрузкой на жесткий диск. Главное отличие состоит в том, что вместо двоичной системы счисления используются 4 нуклеотида А, С, Т и G, которые выстраивают соответствующие им компоненты в определенном порядке, образуя посредством химических реакций довольно длинные цепочки.

Для декодировки используют спектрометры, применяемые микробиологами для считывания последовательности ДНК.

dnk-budet-ispolzovatsya-vmesto-zhestkix-diskov1

Технологический прорыв

Группа исследователей из Швейцарского технологического института во главе с профессором Робертом Грасса представила свою разработку ДНК-дисков. Ученым удалось разместить ДНК в специальных сферах из двуокиси кремния. Такая оболочка способна надежно хранить информацию в условиях агрессивной внешней среды. В лабораторных условиях сферы нагревались до 70°С в течение одной недели. Это примерно соответствует 2000 годам их пребывания при температуре около 10°С. Записанные тексты на ДНК-дисках оказались неповрежденными и позволяли легко считывать записанную на них информацию. При температуре окружающей среды около -18°С такие сферы смогут сохранять всю базу данных несколько миллионов лет. При таких температурных параметрах хранятся семена в международном генетическом хранилище Свальбард в Норвегии.

Роберт Грасс вместе со своими единомышленниками пока закодировали в ДНК только 83 килобайт текста. Теперь они работают над созданием метода быстрого поиска и маркировки закодированной информации в цепи ДНК. Проводятся эксперименты с плавающими в жидкости молекулами, выполняющими функцию накопителей.

В Гарвардском университеты исследователи смогли закодировать в молекулах ДНК учебник по биологии с цветными иллюстрациями общим объемом в 5,27 мегабайт. На сегодняшний день это считается рекордным достижением. При декодировке было обнаружено всего лишь две ошибки, что значительно меньше стандартной погрешности при использовании других носителей информации.

Лучшие результаты дает использование полимерных, а не биологических ДНК. Поведение таких молекул более предсказуемое, а с их помощью можно без особого труда синтезировать цепочки с необходимой структурой.

Появившиеся за последние 4 года технологии считывания  информации со структуры ДНК удешевили этот процесс почти в тысячу раз. Дальнейшие исследования позволят существенно  снизить себестоимость декодирования и сделают ДНК-диски доступными широкому кругу пользователей.