随着每天越来越多的数据涌入的洪流,一些专家担心现代硬盘驱动器可能变得过于限制或超越以至于无法捕获信息。
但是,正如多年的计算机科学以前所证明的那样,可以在最小,最不可能的地方找到解决这个问题的方法。这次,它在单克DNA。
数据存储中的突破
从理论上讲,将DNA用于数字存储很有吸引力,因为DNA足以存储,复制和传输大量信息。
这一假设在2012年被证明。哈佛大学遗传学家乔治·教堂(George Church)发表了一篇论文,描述了他和他的同事如何成功地编码了650千座数据的数据,其中包含数百万份教堂的52,000范围的书,即数百万册再生。
的确,概念验证已经是一项开创性的成就 - 多年来,其他工程师和生物学家将会扩展这一成就。但是教堂和他的团队的方法效率低下,因为它只能存储1.28 pb的数据。
现在,哥伦比亚大学和纽约基因组中心的科学家已经创建了有史以来发明的最高密度DNA数据存储,超过了教堂及其团队的首次研究。
在Yaniv Erlich的带领下,工程师团队成功地存储并检索了215 pb的数据(215,000,000 GB)。
它包含六个文件:一部古老的法国电影叫做火车到达La Ciotat车站,1948年的科学研究论文,计算机操作系统,一张50美元的亚马逊礼品卡,一张照片和计算机病毒。
操纵DNA分子
埃利希(Erlich)和他的团队是如何做到的?他们利用了DNA分子的结构,看起来像是用字母A,C,G和T表示的扭曲梯子。
这种遗传序列通常充当生物的基础,如果可以将其转换为二进制数0和1,DNA分子几乎可以编码任何内容。
当然,这个过程并不容易,因为并非所有DNA序列都足够强大。更重要的是,并非所有存储在DNA中的数据都可以成功检索。
为了解决这些问题,Erlich和他的同事利用喷泉代码来监视代码。该DNA喷泉为代码提供无限数量的线索,而不是存储代码本身。
这样,即使丢失了一些代码,DNA序列仍然可以解码。
这对未来意味着什么
如果存储得当,DNA可以持续数十万年,并节省数百万个数据。
“随着时间的流逝,DNA不会像盒式磁带和CD那样降解,”说埃利希。 “ [i] T不会过时。”
但是,尽管研究的结果表明了一个有希望的未来,但埃利希说,在数据存储中使用DNA仍处于早期阶段。
“这是基础科学,”他说。 “这并不是明天你要去百思买并获得DNA硬盘驱动器。”
教堂不是新研究的一部分,他认为立即使用DNA数据存储是存档。但是,存档有关DNA的大量数据仍然很昂贵。实际上,合成DNA的合成仅成本为7,000美元,而阅读的成本为2,000美元。
同时,埃利希(Erlich)对这项新技术的未来感到乐观。他和他的同事认为,如果改善,费用甚至可能会减少。
“我的希望是,通过专注于更好的方法,我们可以意识到DNA存储的潜力,”额外埃利希。