Консультация
I Like Boston
w2ma_dna_1

⏱ Время чтения: 5 минут

В ДНК кроется возможность создания вечного хранилища информации

 

Компания Catalog, основанная в Бостоне выходцами из Массачусетского технологического института (MIT), вплотную занимается технологией ДНК-хранилища, в том числе финансовыми проблемами ее реализации.

 

За последний век человечество столкнулось с рядом вопросов, которые раньше просто не могли возникнуть. Сейчас же они стоят очень остро. Одним из них становится все возрастающий поток информации, требующей сохранения. Веками люди пополняли копилку своих знаний и фиксировали их на физических носителях — глиняных табличках, папирусе и пергаменте, бумаге, дискетах и дисках. Жизнь развивалась медленнее, чем сейчас, и этих способов сохранения информации хватало, так как чисто научных знаний, в отличие от фольклора, было сравнительно немного. ХХI век полностью изменил ситуацию.

Позволим себе привести немного цифр, чтобы ситуация полностью предстала перед нашими глазами. За 2016 год население Земли в совокупности создало 16,1 триллионов гигабайт цифровой информации. Темп нарастает лавинообразно: уже к 2025 году это ежегодное число будет больше примерно в десять раз. Ничтожная часть этого массива — личные фото- и видеоматериалы, электронная корреспонденция, коллекции музыки (то есть то, что создает и хранит рядовой гражданин). Подавляющая часть — научная информация, а это – результаты исследований и клинических испытаний, статистика. Внешние носители информации и облачные серверы – не панацея, они громоздки и требуют постоянного обновления. Уже в наш век они явно не справятся с растущей нагрузкой.

Ученые, предвидя этот исход, работают над проектом, получившим название «BigStorage». Идея следующая: не нужно создавать принципиально новый носитель, природа все уже создала без нас, а именно — ДНК, надо просто доработать механизм в нужную нам сторону. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) содержит в себе закодированную информацию, причем в огромном количестве.
Первыми этой идеей заинтересовались военные США — исследовательский отдел Агентства перспективных оборонных исследований разработал хранилища на основе ДНК. В таких хранилищах можно закодировать все виды информации, выстроив их как стабильную цепочку молекул. Плюсы и минусы этой системы:

  • Удобно — информация может храниться тысячелетиями

  • Компактно – хранилище свободно поместится в «бардачке» автомобиля

  • Пока дорого. (Но — первое секвенирование человеческого генома в 2003 году стоило около 2,7 миллиардов долларов, а сегодня вы можете получить полную информацию о своем геноме менее чем за 100 долларов). Поэтому будет неудивительно, если через несколько лет «ДНК Флеш Карта» будет также доступна.

Gambling!

ДНК состоит из пар: аденин (A) с тимином (T) и гуанин (G) с цитозином (C). Для записи одной минуты аудиозаписи требуется порядка 50 тысяч пар, или 100 тысяч долларов США в денежном эквиваленте.

В крупнейшей библиотеке мира — Библиотеке Конгресса США в Вашингтоне (The Library of Congress) – хранится более 150 миллионов книг, не считая прочего. Сколько нужно минут аудиозаписи, чтобы записать все эти книги? А ведь это – пусть и значительная, но всего лишь часть интеллектуального достояния человечества. Не стоит браться за калькулятор, чтобы понять, что цифры астрономические, а проект неподъемный даже для богатейшей страны мира.

Бостонская компания Catalog работает над способом, который позволит сделать имеющуюся технологию дешевле, а в идеале – доступной для коммерческого использования. Ученые, опираясь на полученный в стенах MIT опыт, предложили свое решение: вместо одной длинной цепочки ДНК создать ряд коротких, после чего «склеить» их «клеем» — ферментом.

Идея встретила интерес со стороны венчурных компаний, инвестировавших в ведение исследований значительные средства. Компания Catalog официально сообщила, что сумела, используя свою технологию, перевести в ДНК-хранилище книгу «Автостопом по Галактике» (Дуглас Адамс) и стихотворение «Генетический материал» (Роберт Фрост). Обнадеженная успехом, компания планирует в ближайшее время сделать свою технологию коммерчески доступной. Скорее всего, ей первой заинтересуются не корпорации, а спецслужбы и армия, но подобная возможность — невероятный прорыв в защите информации!

К информации может получить доступ только тот, кто имеет кодовый ключ, чтобы декодировать ДНК обратно в двоичный код, для всех прочих она бесполезна. Для того, чтобы информация уместилась в молекулу, ученые сжали альбом так, чтобы он не превышал полтора десятка мегабайт. Контейнер из генетического материала требует только холодильника с поддержкой температуры 4° C (39,2° F). Берем банальный автомобильный холодильник и перевозим интересующую нас информацию хоть на другой континент.

Заархивировать пробуют не только литературу, но и музыку – британское издание Dazed сообщает: участники британской трип-хоп группы MassiveAttack впервые в истории закодировали музыкальный альбом в молекуле ДНК. Отмечается, что идея использовать ДНК в качестве носителя информации не новая, в научных кругах это вполне нормальная практика, однако данные такого объема до сих пор никто не переносил. Процесс переноса информации на ДНК довольно сложен и потому обходится дорого. Однако, как только процесс кодирования завершен, можно делать миллиарды копий быстро и с минимальными усилиями.

Впрочем, создатели технологии, как бы высокопарно это ни звучало, думают в первую очередь о человечестве – ДНК-хранилище будет доступно для всех жителей Земли. Наши потомки через столетия будут обладать всем массивом информации, которую собрало и систематизировало человечество.

Понравилось? Поставьте лайк нашему проекту – www.ilike.boston, подписывайтесь на наши новости и звоните нам, если собираетесь в Бостон, Нью-Йорк или в путешествие по Америке.

Источники

  • Author: Eva Poliakoff
  • Chief Editor: Ilia Baranikas

Аутентичный текст проекта WelcomeToMA © и “ILike.Boston”™. All Rights Reserved.
Использование текстовых материалов без изменений онлайн в некоммерческих целях разрешается c упоминанием названия проекта «Welcome to MA»© (или ленты новостей “ILike.Boston”™) и активной ссылки на оригинал материала на сайте или на одной из соцсетей издания.


6 Июл, 2018


Дырки в лотерее: американский пенсионер разгадал код лотереи
Долгое время у всех на слуху была история Клэрэнса Джонса из штата Массачусетс, который за шесть лет выиграл в лотерею 10 тысяч раз, заработав за вычетом налогов 18 миллионов долларов.…
Бегом от деменции и прокрастинации. Советы массачусетских университетов и больниц
  «Лайфхаки», помогающие избежать болезни Альцгеймера, Паркинсона, и совершенствовать качество жизни, представляют в своих исследованиях Массачусетская больница общего профиля (Massachusetts General Hospital или MassGeneral), Гарвардский университет и платформа для онлайн-обучения…