隨著每天越來越多的數據湧入的洪流,一些專家擔心現代硬盤驅動器可能變得過於限製或超越以至於無法捕獲信息。
但是,正如多年的計算機科學以前所證明的那樣,可以在最小,最不可能的地方找到解決這個問題的方法。這次,它在單克DNA。
數據存儲中的突破
從理論上講,將DNA用於數字存儲很有吸引力,因為DNA足以存儲,複製和傳輸大量信息。
這一假設在2012年被證明。哈佛大學遺傳學家喬治·教堂(George Church)發表了一篇論文,描述了他和他的同事如何成功地編碼了650千座數據的數據,其中包含數百萬份教堂的52,000範圍的書,即數百萬冊再生。
的確,概念驗證已經是一項開創性的成就 - 多年來,其他工程師和生物學家將會擴展這一成就。但是教堂和他的團隊的方法效率低下,因為它只能存儲1.28 pb的數據。
現在,哥倫比亞大學和紐約基因組中心的科學家已經創建了有史以來發明的最高密度DNA數據存儲,超過了教堂及其團隊的首次研究。
在Yaniv Erlich的帶領下,工程師團隊成功地存儲並檢索了215 pb的數據(215,000,000 GB)。
它包含六個文件:一部古老的法國電影叫做火車到達La Ciotat車站,1948年的科學研究論文,計算機操作系統,一張50美元的亞馬遜禮品卡,一張照片和計算機病毒。
操縱DNA分子
埃利希(Erlich)和他的團隊是如何做到的?他們利用了DNA分子的結構,看起來像是用字母A,C,G和T表示的扭曲梯子。
這種遺傳序列通常充當生物的基礎,如果可以將其轉換為二進制數0和1,DNA分子幾乎可以編碼任何內容。
當然,這個過程並不容易,因為並非所有DNA序列都足夠強大。更重要的是,並非所有存儲在DNA中的數據都可以成功檢索。
為了解決這些問題,Erlich和他的同事利用噴泉代碼來監視代碼。該DNA噴泉為代碼提供無限數量的線索,而不是存儲代碼本身。
這樣,即使丟失了一些代碼,DNA序列仍然可以解碼。
這對未來意味著什麼
如果存儲得當,DNA可以持續數十萬年,並節省數百萬個數據。
“隨著時間的流逝,DNA不會像盒式磁帶和CD那樣降解,”說埃利希。 “ [i] T不會過時。”
但是,儘管研究的結果表明了一個有希望的未來,但埃利希說,在數據存儲中使用DNA仍處於早期階段。
“這是基礎科學,”他說。 “這並不是明天你要去百思買並獲得DNA硬盤驅動器。”
教堂不是新研究的一部分,他認為立即使用DNA數據存儲是存檔。但是,存檔有關DNA的大量數據仍然很昂貴。實際上,合成DNA的合成僅成本為7,000美元,而閱讀的成本為2,000美元。
同時,埃利希(Erlich)對這項新技術的未來感到樂觀。他和他的同事認為,如果改善,費用甚至可能會減少。
“我的希望是,通過專注於更好的方法,我們可以意識到DNA存儲的潛力,”額外埃利希。