Использование ДНК как перфокарт для хранения данных
Исследователи из Университета Иллинойса и Техасского университета разработали новый способ использования ДНК в качестве носителя данных — по аналогии с перфокартами. Их метод описан в журнале Nature Communications.
Необходимость в новых типах хранения данных возникла из-за того, что существующие технологии не справятся с огромными объёмами информации будущего. Одна из альтернатив — ДНК. Теоретически нити ДНК могут хранить около 1 эксабайта данных на кубический миллиметр и сохранять информацию тысячи лет. Однако попытки использовать ДНК для этого были ограничены дорогим и длительным процессом синтеза цепочек. Новый подход позволяет обойтись без синтеза.
Метод основан на идее перфокарт: вместо картона с отверстиями в двойной цепи ДНК создаются небольшие насечки («nicks»), которые несут информацию.
Процесс создания насечек:
- Двойную цепь ДНК нагревают, чтобы раскрутить спираль и обнажить основания. При этом образуются пузырьки.
- К двойной цепи присоединяют короткие одноцепочечные ДНК длиной 16 оснований.
- Концы этих коротких цепей служат направляющими для ферментов, которые делают насечки, разрывая связи между нуклеотидами в остове исходной двойной цепи.
В результате на цепи ДНК формируется серия насечек, способных кодировать данные.
Для проверки метода исследователи закодировали часть Геттисбергской речи в ДНК бактерии Escherichia coli, а затем успешно считали её с помощью коммерческих методов секвенирования. Учёные полагают, что этот подход имеет большой потенциал для решения будущих проблем хранения данных.