Key takeaways
- Forskare har hittat ett sätt att utöka DNA:s förmåga att hålla information.
- Det är en del av ett försök att använda DNA för datordatalagring.
-
Data som lagras i DNA-lagring skulle potentiellt kunna återställas efter tusentals år.
Du kanske en dag kan ersätta din hårddisk med en lagringsenhet gjord av DNA, och det kan vara ett långvarigt sätt att lagra information.
Forskare tog nyligen fram en metod för att utöka DNA:s datalagring genom att på konstgjord väg utöka DNA-alfabetet. Det är en del av en bred satsning att använda DNA för att hålla datorinformation.
"DNA är 1 miljon gånger tätare än den tätaste vanliga digitala lagringsenheten", sa Luis Ceze, en professor i datavetenskap och ingenjör som studerar DNA-lagring vid University of Washington, till Lifewire i en e-postintervju.
Långvarig lagring
DNA innehåller fyra kemikalier - adenin, guanin, cytosin och tymin - som ofta hänvisas till med initialerna A, G, C och T. De bildar den berömda dubbelhelixen till kombinationer som forskare kan avkoda eller sekvensera. Forskarna utökade DNA:s redan breda kapacitet för informationslagring genom att lägga till sju syntetiska nukleobaser till den befintliga fyrabokstavsserien.
"Föreställ dig det engelska alfabetet", sa Kasra Tabatabaei, en forskare vid Beckman Institute for Advanced Science and Technology och medförfattare till denna studie, i ett pressmeddelande. "Om du bara hade fyra bokstäver att använda, kunde du bara skapa så många ord. Om du hade hela alfabetet skulle du kunna skapa gränslösa ordkombinationer. Det är samma sak med DNA. Istället för att konvertera nollor och ettor till A, G, C och T kan vi konvertera nollor och ettor till A, G, C, T och de sju nya bokstäverna i lagringsalfabetet."
Forskargruppen var först med att använda kemiskt modifierade nukleotider för informationslagring i DNA, men de var tvungna att hitta ett nytt sätt att tolka det. De kombinerade maskininlärning och artificiell intelligens (AI) för att utveckla en bearbetningsmetod för DNA-sekvensavläsning för att detektera modifierade kemikalier från naturliga.
"Vi provade 77 olika kombinationer av de 11 nukleotiderna, och vår metod kunde skilja var och en av dem perfekt", Chao Pan, doktorand vid University of Illinois Urbana-Champaign och medförfattare till detta studie, säger i pressmeddelandet. "Ramverket för djupinlärning som en del av vår metod för att identifiera olika nukleotider är universellt, vilket gör det möjligt att generalisera vårt förhållningssätt till många andra tillämpningar."
En punkt i DNA:s fördel som lagringsmedium är dess hållbarhet. "Tänk 1000-tals år - kom ihåg det gamla DNA som har hittats", sa Ceze.
DNA kommer aldrig att bli föråldrat.
Forskare kan sekvensera fossiliserade strängar för att avslöja genetiska historier och blåsa liv i sedan länge förlorade landskap.
"I en tid då vi står inför aldrig tidigare skådade klimatutmaningar kan betydelsen av hållbar lagringsteknik inte överskattas", sa Olgica Milenkovic, professor i elektro- och datorteknik och medförfattare till studien. nyhetssläpp. "Nya, gröna tekniker för DNA-inspelning växer fram som kommer att göra molekylär lagring ännu viktigare i framtiden."
Spara alla våra grejer
DNA kan vara den perfekta platsen att behålla mänsklighetens växande data. En färsk rapport uppskattar att 2020 genererade människor data motsvarande 400 miljarder terabyte eller 40 "skokartonger" med DNA-datalagring.
Vanen att lagra din information om DNA börjar närma sig verkligheten. "För lagring av små värdefulla data är DNA livskraftigt idag - tänk 100-tals MB", sa Ceze.
Femton teknikföretag och institutioner bildade förra året en allians för att främja lagring av DNA-data. Microsoft sa att de hade demonstrerat ett helt automatiserat system som kan lagra och hämta data från DNA; företaget har också lagrat 1 GB data i DNA och återställt det.
Men Ceze förutspår att det kommer att ta fem till tio år innan DNA kan konkurrera med vanliga backuplösningar som optiska hårddiskar. De senaste tre åren har sett en explosion av intresse för tekniken, "DNA kommer aldrig att bli föråldrat", sa Ceze. "Det finns ett naturligt "luftgap", vilket är önskvärt för säkerheten. [Men] det här är mycket önskvärda egenskaper för långtidsförvaring."
