Key Takeaway
- Penyelidik telah menemui cara untuk mengembangkan keupayaan DNA untuk menyimpan maklumat.
- Ia adalah sebahagian daripada usaha untuk menggunakan DNA untuk penyimpanan data komputer.
-
Data yang disimpan dalam simpanan DNA berkemungkinan boleh diperoleh semula selepas beribu-ribu tahun.
Anda mungkin suatu hari nanti boleh menggantikan cakera keras anda dengan peranti storan yang diperbuat daripada DNA, dan ia boleh menjadi cara yang tahan lama untuk menyimpan maklumat.
Penyelidik baru-baru ini mencipta kaedah untuk mengembangkan storan data DNA dengan memanjangkan abjad DNA secara buatan. Ia adalah sebahagian daripada usaha meluas untuk menggunakan DNA untuk menyimpan maklumat komputer.
"DNA adalah 1 juta kali lebih padat daripada peranti storan digital arus perdana yang paling padat, " Luis Ceze, seorang profesor sains komputer dan kejuruteraan yang mengkaji penyimpanan DNA di University of Washington, memberitahu Lifewire dalam temu bual e-mel.
Storan Tahan Lama
DNA mengandungi empat bahan kimia-adenine, guanina, sitosin dan timin-sering dirujuk oleh huruf awalan A, G, C dan T. Mereka membentuk heliks berganda yang terkenal menjadi gabungan yang boleh didekod atau dijujukan oleh saintis. Para penyelidik mengembangkan kapasiti DNA yang sudah luas untuk penyimpanan maklumat dengan menambahkan tujuh nukleobase sintetik pada barisan empat huruf sedia ada.
"Bayangkan abjad Inggeris," kata Kasra Tabatabaei, seorang penyelidik di Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Beckman dan pengarang bersama kajian ini, dalam satu kenyataan berita. "Jika anda hanya mempunyai empat huruf untuk digunakan, anda hanya boleh mencipta begitu banyak perkataan. Jika anda mempunyai abjad penuh, anda boleh menghasilkan gabungan perkataan tanpa had. Begitu juga dengan DNA. Daripada menukar sifar dan satu kepada A, G, C dan T, kami boleh menukar sifar dan satu kepada A, G, C, T dan tujuh huruf baharu dalam abjad storan."
Pasukan penyelidik adalah yang pertama menggunakan nukleotida yang diubah suai secara kimia untuk penyimpanan maklumat dalam DNA, tetapi mereka terpaksa mencari cara baharu untuk mentafsirnya. Mereka menggabungkan pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan (AI) untuk membangunkan kaedah pemprosesan bacaan jujukan DNA untuk mengesan bahan kimia yang diubah suai daripada bahan semula jadi.
"Kami mencuba 77 kombinasi berbeza daripada 11 nukleotida, dan kaedah kami dapat membezakan setiap daripada mereka dengan sempurna, " Chao Pan, seorang pelajar siswazah di University of Illinois Urbana-Champaign dan pengarang bersama mengenai ini kajian, kata dalam siaran berita. "Rangka kerja pembelajaran mendalam sebagai sebahagian daripada kaedah kami untuk mengenal pasti nukleotida yang berbeza adalah universal, yang membolehkan kebolehgeneralisasian pendekatan kami kepada banyak aplikasi lain."
Satu perkara yang memihak kepada DNA sebagai medium penyimpanan ialah ketahanannya. "Fikirkan 1000-an tahun-ingat DNA purba yang telah ditemui," kata Ceze.
DNA tidak akan menjadi lapuk.
Para saintis boleh mengurutkan helai fosil untuk mendedahkan sejarah genetik dan menghidupkan landskap yang telah lama hilang.
"Pada masa kita menghadapi cabaran iklim yang belum pernah berlaku sebelum ini, kepentingan teknologi storan mampan tidak boleh dipandang terlalu tinggi, " Olgica Milenkovic, seorang profesor kejuruteraan elektrik dan komputer serta pengarang bersama kajian itu, berkata dalam baru dilancarkan. "Teknologi baharu dan hijau untuk rakaman DNA sedang muncul yang akan menjadikan penyimpanan molekul lebih penting pada masa hadapan."
Menyimpan Semua Barangan Kami
DNA boleh menjadi tempat yang sesuai untuk menyimpan data manusia yang semakin berkembang. Laporan terbaru menganggarkan bahawa pada tahun 2020, orang menjana data bersamaan dengan 400 bilion terabait atau 40 'kotak kasut' storan data DNA.
Amalan menyimpan maklumat anda tentang DNA semakin hampir kepada realiti. "Untuk penyimpanan data berharga kecil, DNA berdaya maju hari ini-fikirkan 100 MB," kata Ceze.
Lima belas syarikat dan institusi teknologi tahun lepas membentuk pakatan untuk memajukan penyimpanan data DNA. Microsoft berkata ia telah menunjukkan sistem automatik sepenuhnya yang mampu menyimpan dan mendapatkan semula data daripada DNA; syarikat itu juga telah menyimpan 1GB data dalam DNA dan memulihkannya.
Tetapi Ceze meramalkan bahawa ia akan mengambil masa lima hingga 10 tahun sebelum DNA boleh bersaing dengan penyelesaian sandaran arus perdana seperti pemacu keras optik. Tiga tahun yang lalu telah menyaksikan ledakan minat dalam teknologi, "DNA tidak akan menjadi lapuk," kata Ceze. "Terdapat 'jurang udara' semula jadi, yang wajar untuk keselamatan. [Tetapi] ini adalah sifat yang sangat diingini untuk penyimpanan jangka panjang."
