Manapság a zsebünkben lévő kis számítógépekből hozzáférhetünk az emberiség összes tudásához. Mindezeket az adatokat valahol tárolni kell, de a hatalmas szerverek sok fizikai helyet foglalnak el, és sok energiát igényelnek. A harvardi kutatók új rendszert fejlesztettek ki az információk olvasására és írására szerves molekulák felhasználásával, amelyek potenciálisan több ezer évig stabilak és működőképesek maradhatnak.
A DNS érthető módon az információ tárolásának eszköze a természetben – hatalmas mennyiségű adatot képes tárolni egy apró molekulában, és rendkívül stabil, és megfelelő körülmények között évezredekig fennmarad. A közelmúltban a tudósok úgy tárták fel ezt a képességet, hogy adatokat rögzítettek a DNS-ben ceruzák hegyére, festékszóró dobozokba, és még élő baktériumokban is elrejtették az adatokat. A DNS információhordozóként való felhasználásának azonban akadályai vannak, az olvasás és írás továbbra is meglehetősen összetett és lassú folyamat.
"Olyan stratégiát fogunk alkalmazni, amely nem közvetlenül a biológiából kölcsönöz ötleteket" - mondja Brian Cafferty, az új tanulmány egyik szerzője. "Ehelyett a szerves és analitikai kémiában megszokott technikákra támaszkodtunk, és kifejlesztettünk egy olyan megközelítést, amely kis, kis molekulatömegű molekulákat használ az információk kódolására."
A kutatók DNS helyett oligopeptideket, különböző számú aminosavból álló kis molekulákat használtak. Az új adathordozó alapja egy mikrolemez - egy fémlemez 384 apró cellával. Az oligopeptidek különböző kombinációit helyezik el minden sejtben, hogy egy bájtnyi információt kódoljanak.
A mechanizmus egy bináris rendszeren alapul: ha egy adott oligopeptid jelen van, akkor azt 1-ként olvassuk, ha nincs, akkor 0-ként. Ez azt jelenti, hogy az egyes cellákban található kód egy kép egy betűjét vagy egy pixelét ábrázolhatja. A kulcs annak felismeréséhez, hogy melyik oligopeptid van jelen egy sejtben, a tömege, amelyet tömegspektrométerrel lehet meghatározni.
Kísérleteik során a kutatók 400 KB információt tudtak rögzíteni, elmenteni és elolvasni, beleértve egy előadás-átiratot, egy fényképet és egy képet. A csapat szerint az átlagos írási sebesség 20 bit/s, az olvasási sebesség pedig 99,9 bit/s volt, XNUMX%-os pontossággal.
A tudósok szerint az új rendszernek számos előnye van. Az oligopeptidek több száz vagy ezer évig is stabilak lehetnek, így ideális választás a hosszú távú archív adattároláshoz. Kisebb fizikai térben is több adatot tudnak tárolni, potenciálisan többet, mint a DNS. Így a New York Public Library teljes tartalma megőrzhető egy fehérjével teli teáskanálban.
A rendszer sokféle molekulával képes dolgozni, és gyorsabban tud adatokat írni, mint DNS-alapú társai, bár a kutatók elismerik, hogy az olvasás meglehetősen lassú lehet. Akárhogy is, a technológia a jövőben jobb technikákkal fejleszthető, például tintasugaras nyomtatók használatával az adatok rögzítésére és továbbfejlesztett tömegspektrométerekkel az adatok leolvasására.
A tanulmány egy tudományos folyóiratban jelent meg .
Forrás: 3dnews.ru