{"id":30803,"date":"2019-10-31T21:37:30","date_gmt":"2019-10-31T18:37:30","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/hello-pervoe-v-mire-avtomaticheskoe-hranilishhe-dannyh-v-molekulah-dnk\/"},"modified":"2019-10-31T21:37:30","modified_gmt":"2019-10-31T18:37:30","slug":"hello-pervoe-v-mire-avtomaticheskoe-hranilishhe-dannyh-v-molekulah-dnk","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/hello-pervoe-v-mire-avtomaticheskoe-hranilishhe-dannyh-v-molekulah-dnk","title":{"rendered":"\u201eHallo\u201c! Das erste automatische Datenspeicher-System der Welt in DNA-Molek\u00fclen","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"\u201eHallo\u201c!
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Forscher von Microsoft und der Universit\u00e4t Washington haben das erste vollst\u00e4ndig automatisierte Datenspeichersystem in k\u00fcnstlich erzeugter DNA mit Lesem\u00f6glichkeiten demonstriert. Dies ist ein entscheidender Schritt, um die neue Technologie aus Forschungslabors in kommerzielle Rechenzentren zu \u00fcbertragen.<\/p>\n

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Die Entwickler haben das Konzept durch einen einfachen Test best\u00e4tigt: Sie haben das Wort \u201ehello\u201c erfolgreich in Fragmenten einer synthetischen DNA-Molek\u00fcle kodiert und es mit einem vollst\u00e4ndig automatisierten durchg\u00e4ngigen System, das in Artikel<\/a><\/noindex>, ver\u00f6ffentlicht am 21. M\u00e4rz in den Nature Scientific Reports, wieder in digitale Daten umgewandelt.<\/p>\n

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\nDieser Artikel befindet sich auf unserer Website.<\/a><\/noindex><\/p>\n

In DNA-Molek\u00fclen kann digitale Information mit sehr hoher Dichte gespeichert werden, also in einem physischen Raum, der um viele Gr\u00f6\u00dfenordnungen kleiner ist als der der modernen Rechenzentren. Dies ist eine vielversprechende L\u00f6sung f\u00fcr die Speicherung der enormen Menge an Daten, die die Welt t\u00e4glich erzeugt \u2013 von Gesch\u00e4ftsdaten und Videos mit niedlichen Tieren bis hin zu medizinischen Bildern und Aufnahmen aus dem Weltraum.<\/p>\n

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Microsoft untersucht Wege, um die potenzielle Kluft zwischen der Menge an Daten, die wir erzeugen<\/a><\/noindex> und speichern wollen, und unserer F\u00e4higkeit, sie zu speichern, zu \u00fcberbr\u00fccken. Zu diesen Wegen geh\u00f6rt die Entwicklung von Algorithmen und Technologien f\u00fcr molekulare Berechnungen zur Kodierung von Daten in k\u00fcnstlicher DNA<\/a><\/noindex>. Dies w\u00fcrde es erm\u00f6glichen, s\u00e4mtliche Informationen, die in einem gro\u00dfen modernen Rechenzentrum gespeichert sind, in einem Raum unterzubringen, der ungef\u00e4hr der Gr\u00f6\u00dfe von mehreren W\u00fcrfeln entspricht.<\/p>\n

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\u201eUnser Hauptziel ist es, ein System in Betrieb zu nehmen, das f\u00fcr den Endbenutzer fast so aussieht wie jedes andere Cloud-Speichersystem: Informationen werden in das Rechenzentrum gesendet und dort gespeichert, und erscheinen dann einfach, wenn sie vom Kunden ben\u00f6tigt werden\u201c, sagt die leitende Forscherin von Microsoft, Karin Strauss. \u201eDaf\u00fcr mussten wir beweisen, dass das aus Sicht der Automatisierung praktisch Sinn macht.\u201c<\/p>\n

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Information wird in synthetischen DNA-Molek\u00fclen gespeichert, die im Labor erstellt wurden, und nicht in der DNA von Menschen oder anderen lebenden Organismen. Sie kann vor der \u00dcbertragung in das System verschl\u00fcsselt werden. Obwohl komplexe Maschinen wie Synthesizer und Sequenzierer bereits Schl\u00fcsselteile des Prozesses ausf\u00fchren, erforderten viele der Zwischenschritte immer noch manuelle Arbeit im Forschungslabor. \"Das ist nicht f\u00fcr den kommerziellen Einsatz geeignet\", sagte Chris Takahashi, Senior Researcher an der Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering an der University of Washington.Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

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\"In einem Rechenzentrum k\u00f6nnen keine Menschen mit Pipetten herumlaufen. Bei diesem Ansatz besteht eine zu hohe Wahrscheinlichkeit f\u00fcr menschliche Fehler, es ist zu teuer und ben\u00f6tigt zu viel Platz\", erkl\u00e4rte Takahashi.<\/p>\n

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\r\n \"Video\r\n
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Damit diese Methode der Datenspeicherung aus kommerzieller Sicht sinnvoll ist, m\u00fcssen die Kosten sowohl f\u00fcr die Synthese von DNA \u2013 die Erstellung grundlegender Bausteine mit signifikanten Sequenzen \u2013 als auch f\u00fcr den Sequenzierungsprozess, der zum Auslesen der gespeicherten Informationen ben\u00f6tigt wird, gesenkt werden. Forscher sagen, dass in dieser Richtung rasante Entwicklungen<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Laut Forschern von Microsoft ist Automatisierung ein weiterer Schl\u00fcsselteil dieses Puzzles, der es erm\u00f6glicht, die Datenspeicherung im kommerziellen Ma\u00dfstab zu organisieren und zug\u00e4nglicher zu machen.<\/p>\n

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Unter bestimmten Bedingungen kann DNA viel l\u00e4nger bestehen als moderne Archivierungsmittel, die innerhalb von Jahrzehnten zerfallen. Einige DNA-Beispiele konnten unter suboptimalen Bedingungen \u00fcber zehntausende Jahre hinweg erhalten werden \u2013 in den Sto\u00dfz\u00e4hnen von Mammuts und in den Knochen fr\u00fcher Menschen. Das bedeutet, dass Daten auf diese Weise so lange gespeichert werden k\u00f6nnen, wie die Menschheit existiert.<\/p>\n

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Das automatisierte Datenspeichersystem f\u00fcr DNA verwendet eine Software, die von Fachleuten von Microsoft und der University of Washington (UW) entwickelt wurde. Es wandelt Einsen und Nullen digitaler Daten in Nukleotidsequenzen (A, T, C und G) um, die die \u201eBausteine\u201c der DNA darstellen. Anschlie\u00dfend nutzt das System kosteng\u00fcnstige, haupts\u00e4chlich standardisierte Laborger\u00e4te, um die erforderlichen Fl\u00fcssigkeiten und Reagenzien dem Synthesizer zuzuf\u00fchren, der die erzeugten DNA-Fragmenten zusammenf\u00fcgt und sie in einem Aufbewahrungsbeh\u00e4lter unterbringt.<\/p>\n

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Wenn das System Informationen abrufen muss, f\u00fcgt es weitere chemische Substanzen hinzu, um die DNA richtig vorzubereiten, und verwendet Mikrofluidpumpen, um Fl\u00fcssigkeiten in die Teile des Systems zu leiten, die die Sequenzen der DNA-Molek\u00fcle ablesen und sie wieder in eine f\u00fcr den Computer verst\u00e4ndliche Information umwandeln. Die Forscher sagen, dass das Ziel des Projekts nicht darin bestand, zu beweisen, dass das System schnell oder kosteng\u00fcnstig arbeiten kann, sondern einfach zu zeigen, dass Automatisierung m\u00f6glich ist.<\/p>\n

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Einer der offensichtlichsten Vorteile des automatisierten DNA-Lagersystems besteht darin, dass es den Wissenschaftlern erm\u00f6glicht, sich komplexeren Aufgaben zu widmen, ohne Zeit mit der Suche nach Reagenzflaschen oder monotonem Hinzuf\u00fcgen von Tropfen in Reagenzgl\u00e4ser zu verschwenden.<\/p>\n

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\u201eDie Verf\u00fcgbarkeit eines automatisierten Systems zur Durchf\u00fchrung repetitiver Arbeiten erm\u00f6glicht es den Labormitarbeitern, sich direkt mit der Forschung zu besch\u00e4ftigen, neue Strategien zu entwickeln, um Innovationen schneller umzusetzen\u201c, sagte der Microsoft-Forscher Bihlin Nguyen.<\/p>\n

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Das Team des Molecular Information Systems Lab Molecular Information Systems Lab<\/a><\/noindex> (MISL) hat bereits demonstriert, dass es in der Lage ist, Fotos von Katzen, gro\u00dfartige literarische Werke, das Video<\/a><\/noindex> und Archiveintr\u00e4ge in DNA zu speichern und diese Dateien fehlerfrei abzurufen. Bis heute konnten sie 1 Gigabyte Daten in DNA speichern und damit den bisherigen Weltrekord von 200 MB brechen.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Die Forscher haben auch Methoden entwickelt, um bedeutende Berechnungen durchzuf\u00fchren<\/a><\/noindex>, wie das Suchen und Abrufen nur der Bilder, auf denen ein Apfel oder ein gr\u00fcnes Fahrrad zu sehen ist, unter Verwendung der Molek\u00fcle selbst, ohne die Dateien zur\u00fcck in das digitale Format umzuwandeln.<\/p>\n

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\u201eMan kann mit Sicherheit sagen, dass wir die Geburt eines neuen Typs von Computersystem beobachten, in dem Molek\u00fcle zur Datenspeicherung verwendet werden und Elektronik f\u00fcr die Steuerung und Verarbeitung. Diese Kombination er\u00f6ffnet sehr interessante M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Zukunft\u201c, sagte der Professor der Allen School der University of Washington. Luis Ceze<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Im Gegensatz zu rechnerischen Systemen, die auf Siliziumkomponenten basieren, m\u00fcssen DNA-basierte Speicher- und Berechnungssysteme Fl\u00fcssigkeiten nutzen, um Molek\u00fcle zu bewegen. Fl\u00fcssigkeiten unterscheiden sich von Natur aus von Elektronen und erfordern v\u00f6llig neue technische L\u00f6sungen.<\/p>\n

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Das Team der University of Washington entwickelt in Zusammenarbeit mit Microsoft auch ein programmierbares System, das Laborversuche automatisiert, indem es die Eigenschaften von Elektrizit\u00e4t und Wasser nutzt, um Tr\u00f6pfchen auf einem Elektrodenraster zu bewegen. Das vollst\u00e4ndige Set an Software und Hardware hat die Namen Puddle und PurpleDrop<\/a><\/noindex>, und kann verschiedene Fl\u00fcssigkeiten mischen, trennen, erhitzen oder k\u00fchlen und Laborprotokolle ausf\u00fchren.<\/p>\n

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Das Ziel besteht darin, Laborversuche zu automatisieren, die derzeit manuell oder mit kostspieligen, mit Fl\u00fcssigkeit arbeitenden Robotern durchgef\u00fchrt werden, um die Kosten zu senken.<\/p>\n

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Die n\u00e4chsten Schritte f\u00fcr das MISL-Team umfassen die Integration eines einfachen, durchg\u00e4ngigen automatisierten Systems mit Technologien wie Purple Drop sowie mit anderen Technologien, die eine Suche in DNA-Molek\u00fclen erm\u00f6glichen. Die Forscher haben ihr automatisiertes System bewusst modular gestaltet, damit es sich mit dem Aufkommen neuer Technologien f\u00fcr Synthese, Sequenzierung und Arbeit mit DNA weiterentwickeln kann.<\/p>\n

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\u201eEiner der Vorteile dieses Systems besteht darin, dass wir, wenn wir ein Teil durch etwas Neues, Besseres oder Schnelleres ersetzen m\u00f6chten, einfach das neue Teil anschlie\u00dfen k\u00f6nnen\u201c, sagte Nguyen. \u201eDas gibt uns eine gr\u00f6\u00dfere Flexibilit\u00e4t f\u00fcr die Zukunft\u201c.<\/p>\n

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Obenstehendes Bild: Forscher von Microsoft und der University of Washington haben das Wort \u201e<\/em>hello<\/em>\u201c aufgezeichnet und gelesen, indem sie das erste vollst\u00e4ndig automatisierte Datenspeichersystem in DNA verwendeten. Dies ist ein entscheidender Schritt, um die neue Technologie aus den Laboren in kommerzielle Rechenzentren zu \u00fcbertragen.<\/em><\/p>\n

Quelle: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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