今日、私たちはポケットに入っている小さなコンピューターから人類のあらゆる知識にアクセスできます。 これらすべてのデータはどこかに保存する必要がありますが、巨大なサーバーは多くの物理スペースを占有し、多くのエネルギーを必要とします。 ハーバード大学の研究者は、有機分子を使用して情報を読み書きするための新しいシステムを開発しました。このシステムは、数千年にわたって安定して機能し続ける可能性があります。
DNA は当然のことながら、自然界で情報を保存するためのツールです。DNA は小さな分子に膨大な量のデータを保存でき、非常に安定しており、適切な条件下では何千年も存続します。 最近、科学者たちは、鉛筆の先端やスプレー塗料の缶にある DNA にデータを記録したり、生きた細菌の中にデータを隠したりすることによって、この能力を研究しました。 しかし、DNA を情報媒体として使用するには障害があり、DNA の読み取りと書き込みは依然としてかなり複雑で時間がかかるプロセスです。
「私たちは生物学からアイデアを直接借用しない戦略を採用するつもりです」と、新しい研究の著者の一人であるブライアン・キャファティは言う。 「代わりに、私たちは有機化学と分析化学に共通の技術に依存し、小さな低分子量分子を使用して情報をコード化するアプローチを開発しました。」
研究者らはDNAの代わりに、さまざまな数のアミノ酸から構成される小分子であるオリゴペプチドを使用した。 新しい記憶媒体の基礎となるのは、384 個の小さなセルを備えた金属プレートであるマイクロプレートです。 オリゴペプチドのさまざまな組み合わせが各セルに配置され、XNUMX バイトの情報がコード化されます。
このメカニズムは 1 値システムに基づいています。特定のオリゴペプチドが存在する場合は 0 として読み取られ、存在しない場合は XNUMX として読み取られます。これは、各セル内のコードが XNUMX つの文字または画像の XNUMX ピクセルを表すことができることを意味します。 細胞内にどのオリゴペプチドが存在するかを認識する鍵となるのはその質量であり、質量分析計を使用して取得できます。
実験では、研究者らは講義録、写真、写真など400KBの情報を記録、保存、読み取りすることができた。 チームによると、平均書き込み速度は 20 ビット/秒、読み取り速度は 99,9 ビット/秒で、精度は XNUMX% でした。
科学者らは、新しいシステムにはいくつかの利点があると述べています。 オリゴペプチドは数百年または数千年にわたって安定しているため、長期アーカイブデータ保管に理想的です。 また、より小さな物理空間に、DNA よりも多くのデータを保存できる可能性もあります。 したがって、ニューヨーク公共図書館の全内容は、小さじ一杯のタンパク質の中に保存することができます。
このシステムは幅広い分子を扱うことができ、DNA ベースのシステムよりも高速にデータを書き込むことができますが、読み取りが非常に遅くなる可能性があることを研究者らは認めています。 いずれにせよ、この技術は将来、インクジェットプリンタを使用してデータを記録し、改良された質量分析計を使用してデータを読み取るなど、より優れた技術によって改善される可能性があります。
研究は科学雑誌に掲載されました .
出所： 3dnews.ru