{"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\/it\/blog\/administrirovanie\/hello-pervoe-v-mire-avtomaticheskoe-hranilishhe-dannyh-v-molekulah-dnk","title":{"rendered":"\"Hello\"! Il primo archivio automatico di dati al mondo in molecole di DNA","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\""Hello"!
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I ricercatori di Microsoft e dell'Universit\u00e0 di Washington hanno dimostrato il primo sistema di archiviazione dati completamente automatizzato in DNA artificiale con capacit\u00e0 di lettura. Questo rappresenta un passo chiave verso il trasferimento di una nuova tecnologia dai laboratori di ricerca ai centri di elaborazione dati commerciali.<\/p>\n

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Gli sviluppatori hanno confermato il concetto con un test semplice: hanno codificato con successo la parola \u00abhello\u00bb in frammenti di molecole di DNA sintetico e l'hanno trasformata nuovamente in dati digitali, utilizzando un sistema end-to-end completamente automatizzato, descritto in abbiamo chiarito il corretto completamento dei programmi che utilizzano il mediastreamer.<\/a><\/noindex>, pubblicato il 21 marzo su Nature Scientific Reports.<\/p>\n

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\nQuesto articolo \u00e8 sul nostro sito.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Nelle molecole di DNA \u00e8 possibile memorizzare informazioni digitali con una densit\u00e0 molto elevata, ovvero in uno spazio fisico che \u00e8 molte ordini di grandezza pi\u00f9 piccolo rispetto a quello occupato dai moderni centri di elaborazione dati. Questa \u00e8 una delle soluzioni promettenti per archiviare la grande quantit\u00e0 di dati che il mondo genera ogni giorno, dai registri commerciali e video di animali carini a immagini mediche e fotografie dallo spazio.<\/p>\n

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Microsoft sta esplorando modi per superare il potenziale divario tra la quantit\u00e0 di dati che produciamo<\/a><\/noindex> e quella che vogliamo conservare, e la nostra capacit\u00e0 di farlo. Tra questi ci sono lo sviluppo di algoritmi e tecnologie di computer molecolari per la codifica di dati in DNA artificiali<\/a><\/noindex>. Questo permetterebbe di contenere tutte le informazioni attualmente conserve in un grande centro di elaborazione dati moderno in uno spazio approssimativamente uguale a quello di alcuni dadi da gioco.<\/p>\n

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\u00abIl nostro obiettivo principale \u00e8 lanciare un sistema che per l'utente finale sembri quasi identico a qualsiasi altro sistema di archiviazione cloud: le informazioni vengono inviate al centro di elaborazione dati e ivi conservate, e poi semplicemente appaiono quando necessarie dal cliente\u00bb, dice Karin Strauss, ricercatrice senior di Microsoft. \u00abPer farlo, dovevamo dimostrare che ha senso pratico dal punto di vista dell'automazione\u00bb.<\/p>\n

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Le informazioni sono conservate in molecole di DNA sintetico, create in laboratorio, e non nel DNA di persone o altri esseri viventi, e possono essere crittografate prima di essere inviate al sistema. Sebbene macchine complesse come sintetizzatori e sequenziatori stiano gi\u00e0 svolgendo ruoli chiave nel processo, molte delle fasi intermedie richiedono ancora lavoro manuale in laboratorio di ricerca. \"Questo non \u00e8 adatto per uso commerciale\", ha detto Chris Takahashi, ricercatore senior della Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering dell'Universit\u00e0 degli Stati Uniti (Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

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\"Non possono correre persone con pipette nei data center, con questo approccio c'\u00e8 una troppo elevata probabilit\u00e0 di errore umano, \u00e8 troppo costoso e richiede troppo spazio\", ha spiegato Takahashi.<\/p>\n

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\r\n \"Guarda\r\n
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Affinch\u00e9 questo metodo di archiviazione dei dati abbia senso in termini commerciali, \u00e8 necessario ridurre i costi sia per la sintesi del DNA - creando blocchi costitutivi fondamentali con sequenze significative - sia per il processo di sequenziamento necessario per leggere le informazioni salvate. I ricercatori affermano che in questa direzione ci sono sviluppi rapidi<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Secondo i ricercatori di Microsoft, l'automazione \u00e8 un'altra parte chiave di questo puzzle, permettendo di organizzare la conservazione dei dati su scala commerciale e di renderla pi\u00f9 accessibile.<\/p>\n

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Sotto determinate condizioni, il DNA pu\u00f2 esistere molto pi\u00f9 a lungo rispetto ai moderni mezzi di archiviazione, che si degradano nel corso dei decenni. Alcuni DNA sono riusciti a preservarsi in condizioni tutt'altro che ideali per decine di migliaia di anni - in zanne di mammut e nelle ossa dei primi esseri umani. Ci\u00f2 significa che i dati possono essere conservati in questo modo finch\u00e9 esiste l'umanit\u00e0.<\/p>\n

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Il sistema automatizzato di archiviazione dei dati DNA utilizza un software sviluppato da esperti di Microsoft e dell'Universit\u00e0 di Washington (UW). Esso converte gli zeri e gli uni dei dati digitali in sequenze di nucleotidi (A, T, C e G), che rappresentano i \"mattoni\" del DNA. Successivamente, il sistema utilizza attrezzature di laboratorio economiche, principalmente standard, per fornire i liquidi e i reagenti necessari al sintetizzatore, che raccoglie i frammenti di DNA prodotti e li colloca in un contenitore per l'archiviazione.<\/p>\n

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Quando il sistema deve estrarre informazioni, aggiunge altre sostanze chimiche per preparare correttamente il DNA e utilizza pompe microfluidiche per spingere i liquidi nelle parti del sistema che leggono le sequenze delle molecole di DNA e le convertono nuovamente in informazioni comprensibili per il computer. I ricercatori affermano che l'obiettivo del progetto non era dimostrare che il sistema possa lavorare in modo veloce o economico, ma semplicemente mostrare che l'automazione \u00e8 possibile.<\/p>\n

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Uno dei vantaggi pi\u00f9 evidenti del sistema automatizzato di archiviazione del DNA \u00e8 che libera gli scienziati per affrontare compiti complessi, evitando di dedicare tempo alla ricerca di bottiglie di reagenti o all'aggiunta monotona di gocce di liquido nei provettti.<\/p>\n

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\"Avere un sistema automatizzato per svolgere compiti ripetitivi consente al personale di laboratorio di dedicarsi direttamente alla ricerca, sviluppando nuove strategie per implementare le innovazioni pi\u00f9 rapidamente\", ha detto il ricercatore di Microsoft Bihlin Nguyen.<\/p>\n

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Il team del Laboratorio di Sistemi Informativi Molecolari Molecular Information Systems Lab<\/a><\/noindex> (MISL) ha gi\u00e0 dimostrato di poter conservare fotografie di gatti, opere letterarie straordinarie, video<\/a><\/noindex> e registrazioni storiche nel DNA ed estrarre questi file senza errori. Fino ad oggi, sono riusciti a conservare nel DNA 1 gigabyte di dati, battendo il precedente record mondiale di 200 Mb<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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I ricercatori hanno anche sviluppato metodi per eseguire calcoli significativi<\/a><\/noindex>, come trovare e estrarre solo immagini che mostrano una mela o una bicicletta verde, utilizzando per questo le stesse molecole, senza convertire nuovamente i file in formato digitale.<\/p>\n

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\u00abSi pu\u00f2 affermare con certezza che stiamo assistendo alla nascita di un nuovo tipo di sistema informatico, in cui le molecole vengono utilizzate per l'archiviazione dei dati e l'elettronica per il controllo e l'elaborazione. Questa combinazione apre possibilit\u00e0 molto interessanti per il futuro\u00bb, ha dichiarato un professore della Allen School dell'Universit\u00e0 di Washington. Luis Seze<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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A differenza dei sistemi informatici basati su componenti in silicio, i sistemi di archiviazione e calcolo basati sul DNA devono utilizzare fluidi per spostare le molecole. Tuttavia, i fluidi per loro natura sono diversi dagli elettroni e richiedono soluzioni tecniche completamente nuove.<\/p>\n

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Il team dell'Universit\u00e0 di Washington, in collaborazione con Microsoft, sta anche sviluppando un sistema programmabile che automatizza gli esperimenti di laboratorio, utilizzando le propriet\u00e0 dell'elettricit\u00e0 e dell'acqua per spostare le gocce su una griglia di elettrodi. L'insieme completo di software e hardware, denominato Puddle e PurpleDrop<\/a><\/noindex>, pu\u00f2 mescolare, separare, riscaldare o raffreddare diversi fluidi e eseguire protocolli di laboratorio.<\/p>\n

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L'obiettivo \u00e8 automatizzare gli esperimenti di laboratorio che attualmente vengono eseguiti manualmente o con robot costosi che lavorano con fluidi, e ridurre i costi.<\/p>\n

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I prossimi passi per il team MISL includono l'integrazione di un semplice sistema automatizzato end-to-end con tecnologie come Purple Drop, cos\u00ec come altre tecnologie che consentono di eseguire ricerche su molecole di DNA. I ricercatori hanno progettato il loro sistema automatizzato in modo modulare, affinch\u00e9 possa svilupparsi man mano che emergono nuove tecnologie per la sintesi, il sequenziamento e l'analisi del DNA.<\/p>\n

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\u00abUno dei vantaggi di questo sistema \u00e8 che se vogliamo sostituire una delle parti con qualcosa di nuovo, pi\u00f9 avanzato o pi\u00f9 veloce, possiamo semplicemente collegare il nuovo componente\u00bb, ha affermato Nguyen. \u00abQuesto ci d\u00e0 una maggiore flessibilit\u00e0 per il futuro\u00bb.<\/p>\n

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Immagine superiore: ricercatori di Microsoft e dell'Universit\u00e0 di Washington hanno registrato e letto la parola \u00ab<\/em>hello<\/em>\u00bb, utilizzando il primo sistema di archiviazione dati completamente automatizzato basato su DNA. Questo \u00e8 un passo cruciale per portare una nuova tecnologia dai laboratori ai centri di elaborazione dati commerciali.<\/em><\/p>\n

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

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