Биотехнологията ще помогне за съхраняването на огромни количества данни за хиляди години

В наши дни имаме достъп до цялото човешко знание от малки компютри в джобовете си. Всички тези данни трябва да се съхраняват някъде, но огромните сървъри заемат много физическо пространство и изискват много енергия. Изследователи от Харвард са разработили нова система за четене и запис на информация, използвайки органични молекули, които потенциално биха могли да останат стабилни и функционални в продължение на хиляди години.

ДНК разбираемо е инструментът за съхраняване на информация в естествения свят - тя може да съхранява огромни количества данни в малка молекула и е изключително стабилна, оцелявайки хилядолетия при правилните условия. Наскоро учените са изследвали тази способност, като записват данни в ДНК на върха на моливи, в кутии със спрей боя и дори като скриват данни в живи бактерии. Но има пречки пред използването на ДНК като носител на информация; четенето и писането остава доста сложен и бавен процес.

„Ще използваме стратегия, която не заимства идеи директно от биологията“, казва Браян Кафърти, един от авторите на новото изследване. „Вместо това разчитахме на техники, общи за органичната и аналитичната химия, и разработихме подход, който използва малки молекули с ниско молекулно тегло за кодиране на информация.“

Вместо ДНК, изследователите са използвали олигопептиди, малки молекули, съставени от различен брой аминокиселини. Основата за новата среда за съхранение е микроплака - метална пластина с 384 миниатюрни клетки. Във всяка клетка се поставят различни комбинации от олигопептиди, за да кодират един байт информация.

Механизмът се основава на двоична система: ако присъства определен олигопептид, той се чете като 1, а ако не, тогава като 0. Това означава, че кодът във всяка клетка може да представлява една буква или един пиксел от изображение. Ключът към разпознаването кой олигопептид присъства в клетката е нейната маса, която може да бъде получена с помощта на масспектрометър. 

В своите експерименти изследователите са успели да запишат, запазят и прочетат 400 KB информация, включително запис на лекция, снимка и картина. Според екипа средната скорост на запис е била осем бита в секунда, а скоростта на четене е 20 бита в секунда, с точност от 99,9%.

Учените казват, че новата система има няколко предимства. Олигопептидите могат да бъдат стабилни в продължение на стотици или хиляди години, което ги прави идеален избор за дългосрочно съхранение на архивни данни. Те могат също така да съхраняват повече данни в по-малко физическо пространство, потенциално дори повече от ДНК. Така цялото съдържание на Нюйоркската обществена библиотека може да се съхрани в чаена лъжичка, пълна с протеини.

Системата може да работи с широк спектър от молекули и може да записва данни по-бързо от своите ДНК-базирани колеги, въпреки че изследователите признават, че четенето може да бъде доста бавно. Така или иначе, технологията може да бъде подобрена в бъдеще с по-добри техники, като например използване на мастиленоструйни принтери за записване на данни и подобрени масспектрометри за четенето им.

Изследването е публикувано в научно списание Централна наука на ACS.

Източник: 3dnews.ru