Tänapäeval saame taskus olevatest väikestest arvutitest ligi kogu inimkonna teadmistele. Kõik need andmed tuleb kuhugi salvestada, kuid tohutud serverid võtavad palju füüsilist ruumi ja nõuavad palju energiat. Harvardi teadlased on välja töötanud uue süsteemi teabe lugemiseks ja kirjutamiseks, kasutades orgaanilisi molekule, mis võivad püsida stabiilsena ja funktsionaalselt tuhandeid aastaid.
DNA on arusaadavalt loodusmaailmas teabe salvestamise tööriist – see suudab salvestada tohutul hulgal andmeid väikeses molekulis ja on äärmiselt stabiilne, säilides õigetes tingimustes aastatuhandeid. Hiljuti on teadlased seda võimet uurinud, salvestades andmed DNA-sse pliiatsiotsadesse, pihustusvärvi purkidesse ja isegi peites andmeid elusbakterites. Kuid DNA kasutamisel teabekandjana on takistusi, selle lugemine ja kirjutamine on endiselt üsna keeruline ja aeglane protsess.
"Me kasutame strateegiat, mis ei laena ideid otse bioloogiast," ütleb Brian Cafferty, üks uue uuringu autoreid. "Selle asemel tuginesime orgaanilisele ja analüütilisele keemiale ühistele tehnikatele ning töötasime välja lähenemisviisi, mis kasutab teabe kodeerimiseks väikeseid madala molekulmassiga molekule."
DNA asemel kasutasid teadlased oligopeptiide, väikeseid molekule, mis koosnesid erinevast arvust aminohapetest. Uue andmekandja aluseks on mikroplaat – 384 pisikese rakuga metallplaat. Igasse rakku paigutatakse ühe baidi teabe kodeerimiseks erinevad oligopeptiidide kombinatsioonid.
Mehhanism põhineb binaarsüsteemil: kui konkreetne oligopeptiid on olemas, loetakse see 1-ks ja kui ei, siis 0. See tähendab, et igas lahtris olev kood võib kujutada üht tähte või ühte pildi pikslit. Rakus esineva oligopeptiidi äratundmise võti on selle mass, mida saab saada massispektromeetri abil.
Oma katsetes suutsid teadlased salvestada, salvestada ja lugeda 400 KB teavet, sealhulgas loengu stenogrammi, fotot ja pilti. Meeskonna sõnul oli keskmine kirjutamiskiirus kaheksa bitti sekundis ja lugemiskiirus 20 bitti sekundis, täpsusega 99,9%.
Teadlaste sõnul on uuel süsteemil mitmeid eeliseid. Oligopeptiidid võivad olla stabiilsed sadu või tuhandeid aastaid, muutes need ideaalseks valikuks pikaajaliseks arhiiviandmete säilitamiseks. Samuti saavad nad salvestada rohkem andmeid väiksemas füüsilises ruumis, potentsiaalselt isegi rohkem kui DNA. Seega saab kogu New Yorgi avaliku raamatukogu sisu säilitada teelusikatäies valku.
Süsteem võib töötada paljude molekulidega ja kirjutada andmeid kiiremini kui selle DNA-põhised kolleegid, kuigi teadlased tunnistavad, et lugemine võib olla üsna aeglane. Mõlemal juhul saab seda tehnoloogiat tulevikus täiustada paremate tehnikatega, näiteks tindiprinterite kasutamine andmete salvestamiseks ja täiustatud massispektromeetrite kasutamine nende lugemiseks.
Uuring avaldati teadusajakirjas .
Allikas: 3dnews.ru