I dag kan vi få adgang til al menneskehedens viden fra små computere i vores lommer. Alle disse data skal gemmes et sted, men enorme servere fylder meget fysisk og kræver meget energi. Harvard-forskere har udviklet et nyt system til at læse og skrive information ved hjælp af organiske molekyler, der potentielt kan forblive stabile og funktionelle i tusinder af år.
DNA er forståeligt nok værktøjet til at gemme information i den naturlige verden - det kan lagre enorme mængder data i et lillebitte molekyle og er ekstremt stabilt og overlever i årtusinder under de rigtige forhold. For nylig har forskere udforsket denne evne ved at registrere data i DNA på spidsen af blyanter, i dåser med spraymaling og endda ved at skjule data i levende bakterier. Men der er hindringer for at bruge DNA som informationsbærer; læsning og skrivning er fortsat en ret kompleks og langsom proces.
"Vi kommer til at bruge en strategi, der ikke låner ideer direkte fra biologien," siger Brian Cafferty, en af forfatterne til det nye studie. "I stedet stolede vi på teknikker, der er fælles for organisk og analytisk kemi og udviklede en tilgang, der bruger små, lavmolekylære molekyler til at kode information."
I stedet for DNA brugte forskerne oligopeptider, små molekyler bestående af varierende antal aminosyrer. Grundlaget for det nye opbevaringsmedium er en mikroplade - en metalplade med 384 bittesmå celler. Forskellige kombinationer af oligopeptider placeres i hver celle for at kode for en byte af information.
Mekanismen er baseret på et binært system: Hvis et bestemt oligopeptid er til stede, læses det som 1, og hvis ikke, så som 0. Det betyder, at koden i hver celle kan repræsentere et bogstav eller en pixel i et billede. Nøglen til at erkende, hvilket oligopeptid der er til stede i en celle, er dets masse, som kan opnås ved hjælp af et massespektrometer.
I deres eksperimenter var forskerne i stand til at optage, gemme og læse 400 KB information, inklusive en forelæsningsudskrift, et fotografi og et billede. Ifølge holdet var den gennemsnitlige skrivehastighed otte bits i sekundet, og læsehastigheden var 20 bits i sekundet, med en nøjagtighed på 99,9%.
Forskere siger, at det nye system har flere fordele. Oligopeptider kan være stabile i hundreder eller tusinder af år, hvilket gør dem til et ideelt valg til langsigtet arkivering af data. De kan også gemme flere data i et mindre fysisk rum, potentielt endda mere end DNA. Således kan hele indholdet af New York Public Library opbevares i en teskefuld protein.
Systemet kan arbejde med en lang række molekyler og kan skrive data hurtigere end dets DNA-baserede modstykker, selvom forskerne indrømmer, at læsning kan være ret langsom. Uanset hvad, kan teknologien forbedres i fremtiden med bedre teknikker, såsom at bruge inkjet-printere til at registrere data og forbedrede massespektrometre til at læse det.
Undersøgelsen blev offentliggjort i et videnskabeligt tidsskrift .
Kilde: 3dnews.ru