Дослідники Міссурійського університету створили принципово новий тип носія даних — перезаписуваний накопичувач на основі синтетичної ДНК. Результати дослідження опубліковано в науковому журналі PNAS Nexus.
Проблема зберігання даних стає дедалі гострішою: обсяги цифрової інформації у світі зростають швидше, ніж розвивається традиційна інфраструктура. Одним із перспективних напрямів, який активно досліджують науковці, є використання молекул ДНК як носія.
Принцип кодування спирається на будову самої молекули: комп’ютерні нулі та одиниці науковці перетворюють на послідовності чотирьох «літер» — A, C, G і T, із яких складається ДНК, після чого спеціальні пристрої синтезують штучні нитки з потрібним малюнком. Завдяки природній будові ДНК здатна вмістити колосальні обсяги інформації в мікроскопічному просторі й зберігати її тисячоліттями за відповідних умов. До того ж такий спосіб зберігання потребує значно менше енергії, ніж обслуговування сучасних дата-центрів.
Утім досі цю технологію стримувало суттєве обмеження — записані до ДНК дані не піддавалися редагуванню. Саме цю перешкоду й подолала команда з Міссурі. Розроблене рішення полягає у відмові від синтезу нових молекул щоразу під час запису — натомість на наявну нитку ДНК прикріплюють короткі фрагменти — заглушки-скріпки, що формують потрібний патерн. Це й відкриває можливість перезапису.
Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому
Для зчитування збереженої інформації науковці розробили компактний електронний пристрій із нанопоровим сенсором молекулярного масштабу. Коли молекула ДНК проходить крізь цей сенсор, виникають ледь вловимі зміни електричного поля, які спеціальне програмне забезпечення перетворює на цифровий потік нулів і одиниць, а відтак відновлює вихідний файл.
Принципова відмінність ДНК-накопичувача від кремнієвих аналогів — тривимірне зберігання даних замість площинного. Це забезпечує безпрецедентну щільність запису: теоретично весь масив даних, накопичений людством, можна вмістити у взуттєву коробку. Ще одна перевага — відсутність постійного підключення до мережі, що суттєво знижує ризик дистанційного втручання й кібератак.
«Уявіть собі це як наднадійну банківську комірку для вашого цифрового життя. Зберігання на ДНК може захистити все — від особистих фотографій і важливих документів до наукових даних і корпоративних архівів — і при цьому без додаткових кіберзагроз, пов’язаних із мережевим доступом», — зазначив Лі-Цюнь «Ендрю» Гу, професор хімічного та біомедичного інжинірингу Інженерного коледжу Міссурі.
За словами дослідника, у перспективі ДНК-накопичувач буде не більшим за звичайну флешку й таким же зручним у використанні.
Раніше ми повідомляли, що китайські вчені створили ДНК-касету місткістю 36 петабайтів — це еквівалент 36 тисяч жорстких дисків по одному терабайту.
