{"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":"\u201eHello\u201c! Die erste automatisierte Datenspeicherung der Welt in DNA-Molek\u00fclen","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"\u201eHello\u201c!
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Forscher von Microsoft und der University of Washington haben das erste vollst\u00e4ndig automatisierte Datenspeichersystem in k\u00fcnstlich erzeugter DNA mit Lesef\u00e4higkeit demonstriert. Dies ist ein entscheidender Schritt, um diese neue Technologie von Forschungslaboren in kommerzielle Rechenzentren zu \u00fcbertragen.<\/p>\n

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Die Entwickler haben das Konzept mit einem einfachen Test best\u00e4tigt: Sie haben erfolgreich das Wort \u201ehello\u201c in segmentierten synthetischen DNA-Molek\u00fclen kodiert und es wieder in digitale Daten umgewandelt, indem sie ein vollst\u00e4ndig automatisiertes End-to-End-System verwendet haben, das in Artikel<\/a><\/noindex>, ver\u00f6ffentlicht am 21. M\u00e4rz in Nature Scientific Reports, beschrieben wird.<\/p>\n

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\nDieser Artikel ist auf unserer Webseite.<\/a><\/noindex><\/p>\n

In DNA-Molek\u00fclen kann digitale Information mit sehr hoher Dichte gespeichert werden, das hei\u00dft in einem physikalischen Raum, der um ein Vielfaches kleiner ist als der, den moderne Rechenzentren einnehmen. Dies ist eine der vielversprechendsten L\u00f6sungen zur Speicherung der riesigen Datenmengen, die t\u00e4glich in der Welt entstehen \u2013 von Gesch\u00e4ftsdaten und Videos s\u00fc\u00dfer Tiere bis hin zu medizinischen Bildern und Aufnahmen aus dem Weltraum.<\/p>\n

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Microsoft untersucht M\u00f6glichkeiten, die potenzielle L\u00fccke zwischen den Datenmengen, die wir erzeugen<\/a><\/noindex> und speichern m\u00f6chten, und unserer F\u00e4higkeit, sie zu speichern, zu \u00fcberwinden. Zu diesen M\u00f6glichkeiten geh\u00f6rt die Entwicklung von Algorithmen und Technologien f\u00fcr molekulare Berechnungen zur Kodierung von Daten in synthetische DNA<\/a><\/noindex>. Dies w\u00fcrde es erm\u00f6glichen, alle 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 an das Rechenzentrum gesendet und dort gespeichert, und sie erscheinen dann einfach, wenn der Kunde sie ben\u00f6tigt\u201c, sagt die leitende Forscherin von Microsoft, Karin Strauss. \u201eDaf\u00fcr mussten wir beweisen, dass es praktisch sinnvoll ist, aus der Perspektive der Automatisierung.\u201c<\/p>\n

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Die Informationen werden in synthetischen DNAMolek\u00fclen gespeichert, die im Labor hergestellt werden, und nicht in der DNA von Menschen oder anderen lebenden Organismen. Sie k\u00f6nnen vor der \u00dcbertragung ins System verschl\u00fcsselt werden. W\u00e4hrend komplexe Maschinen wie Synthesizer und Sequenzierer bereits wichtige Teile des Prozesses \u00fcbernehmen, erfordern viele der Zwischenschritte nach wie vor manuelle Arbeit in der Forschungslabors. \"Das ist nicht f\u00fcr den kommerziellen Einsatz geeignet\", sagte Chris Takahashi, leitender Wissenschaftler an der Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering 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; dieser Ansatz birgt ein zu hohes Risiko f\u00fcr menschliche Fehler, er ist zu kostspielig 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 der Erstellung grundlegender Bausteine mit signifikanten Sequenzen \u2013 als auch f\u00fcr den Sequenzierungsprozess, der erforderlich ist, um die gespeicherten Informationen auszulesen, gesenkt werden. Forscher berichten, dass in dieser Richtung rasante Fortschritte<\/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 bleiben als moderne Archivierungsmittel, die innerhalb von Jahrzehnten zerfallen. Einige DNA-Proben haben unter weniger als idealen Umst\u00e4nden zehntausende Jahre \u00fcberdauert \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 DNA-Datenspeichersystem nutzt Software, die von Experten von Microsoft und der University of Washington (UW) entwickelt wurde. Es wandelt Einsen und Nullen digitaler Daten in Sequenzen von Nukleotiden (A, T, C und G) um, die die \u201eBausteine\u201c der DNA darstellen. Anschlie\u00dfend verwendet das System kosteng\u00fcnstige, \u00fcberwiegend standardisierte Laborger\u00e4te, um die erforderlichen Fl\u00fcssigkeiten und Reagenzien in einen Synthesizer zu leiten, der die hergestellten DNA-Fragmente zusammenf\u00fcgt und in einem Beh\u00e4lter zur Lagerung platziert.<\/p>\n

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Wenn das System Informationen abrufen muss, f\u00fcgt es andere Chemikalien hinzu, um die DNA richtig vorzubereiten, und verwendet mikrofluidische Pumpen, um Fl\u00fcssigkeiten in die Teile des Systems zu dr\u00fccken, die die Sequenzen der DNA-Molek\u00fcle lesen und sie wieder in f\u00fcr den Computer verst\u00e4ndliche Informationen umwandeln. Die Forscher betonen, 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 eines automatisierten DNA-Speichersystems besteht darin, dass es Wissenschaftler von Routineaufgaben entbindet und ihnen erlaubt, sich auf komplexe Probleml\u00f6sungen zu konzentrieren, anstatt Zeit mit der Suche nach Reagenzflaschen oder dem monotonen Hinzuf\u00fcgen von Tropfen in Reagenzgl\u00e4sern zu verschwenden.<\/p>\n

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\u201eDas Vorhandensein eines automatisierten Systems zur Durchf\u00fchrung wiederkehrender Aufgaben erm\u00f6glicht es Laborangestellten, sich direkt mit der Forschung zu besch\u00e4ftigen und neue Strategien zu entwickeln, um Innovationen schneller voranzutreiben\u201c, sagte der Microsoft-Forscher Bihlin Nguyen.<\/p>\n

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Team des Molecular Information Systems Lab Molecular Information Systems Lab<\/a><\/noindex> (MISL) hat bereits demonstriert, dass sie in der Lage sind, Fotos von Katzen, bemerkenswerte literarische Werke, Video<\/a><\/noindex> und Archive in DNA zu speichern und diese Dateien fehlerfrei abzurufen. Bis heute haben sie es geschafft, 1 Gigabyte Daten in DNA zu speichern, was den fr\u00fcheren Weltrekord von 200 MB \u00fcbertrifft.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Die Forscher haben auch Methoden entwickelt, um signifikante Berechnungen durchzuf\u00fchren.<\/a><\/noindex>, wie die Suche und Extraktion von Bildern, die einen Apfel oder ein gr\u00fcnes Fahrrad zeigen, indem man dabei die Molek\u00fcle selbst verwendet, ohne die Dateien zur\u00fcck in ein digitales Format umzuwandeln.<\/p>\n

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

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Im Gegensatz zu silikonbasierten Computersystemen m\u00fcssen DNA-basierte Speicher- und Rechensysteme Fl\u00fcssigkeiten verwenden, um Molek\u00fcle zu bewegen. Fl\u00fcssigkeiten unterscheiden sich jedoch grundlegend von Elektronen und erfordern v\u00f6llig neue technische L\u00f6sungen.<\/p>\n

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Das Team der University of Washington arbeitet in Zusammenarbeit mit Microsoft an einem programmierbaren System, das Laborversuche automatisiert, indem es die Eigenschaften von Elektrizit\u00e4t und Wasser nutzt, um Tropfen auf einem Elektrodengitter zu bewegen. Das komplette Set an Software und Hardware, das den Namen Puddle und PurpleDrop<\/a><\/noindex>, erhalten hat, 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 teuren Fl\u00fcssigkeitsrobotern durchgef\u00fchrt werden, um Kosten zu senken.<\/p>\n

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Die n\u00e4chsten Schritte f\u00fcr das MISL-Team beinhalten die Integration eines einfachen End-to-End-Automatisierungssystems mit Technologien wie Purple Drop sowie anderen Technologien, die das Durchsuchen von DNA-Molek\u00fclen erm\u00f6glichen. Die Forscher haben ihr automatisiertes System modular gestaltet, damit es sich mit der Entwicklung neuer Technologien f\u00fcr Synthese, Sequenzierung und Bearbeitung von DNA weiterentwickeln kann.<\/p>\n

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\u201eEin Vorteil dieses Systems ist, dass wir, wenn wir eines der Teile durch etwas Neues, Leistungsf\u00e4higeres oder Schnelleres ersetzen wollen, 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 Universit\u00e4t Washington haben das Wort \u201e<\/em>hello<\/em>\u201c mit dem ersten vollst\u00e4ndig automatisierten Datenspeichersystem in DNA aufgezeichnet und gelesen. 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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