Dandanes lahko dostopamo do vsega znanja človeštva iz majhnih računalnikov v naših žepih. Vse te podatke je treba nekje shraniti, a ogromni strežniki zavzamejo veliko fizičnega prostora in zahtevajo veliko energije. Raziskovalci s Harvarda so razvili nov sistem za branje in zapisovanje informacij z uporabo organskih molekul, ki bi lahko ostale stabilne in funkcionalne tisoče let.
DNK je razumljivo orodje za shranjevanje informacij v naravnem svetu – lahko shrani ogromne količine podatkov v majhni molekuli in je izjemno stabilna ter preživi tisočletja v pravih pogojih. Pred kratkim so znanstveniki raziskali to zmožnost tako, da so zapisovali podatke v DNK na konico svinčnikov, v pločevinke barve v spreju in celo s skrivanjem podatkov v živih bakterijah. Vendar obstajajo ovire za uporabo DNK kot nosilca informacij; njeno branje in pisanje ostaja precej zapleten in počasen proces.
"Uporabili bomo strategijo, ki si idej ne sposoja neposredno iz biologije," pravi Brian Cafferty, eden od avtorjev nove študije. "Namesto tega smo se zanašali na tehnike, ki so skupne organski in analitični kemiji, in razvili pristop, ki za kodiranje informacij uporablja majhne molekule z nizko molekulsko maso."
Namesto DNK so raziskovalci uporabili oligopeptide, majhne molekule, sestavljene iz različnega števila aminokislin. Osnova za nov pomnilniški medij je mikroplošča – kovinska ploščica s 384 drobnimi celicami. V vsako celico so nameščene različne kombinacije oligopeptidov, ki kodirajo en bajt informacije.
Mehanizem temelji na binarnem sistemu: če je določen oligopeptid prisoten, se bere kot 1, če ne, pa kot 0. To pomeni, da koda v vsaki celici lahko predstavlja eno črko ali en piksel slike. Ključ do prepoznavanja, kateri oligopeptid je prisoten v celici, je njegova masa, ki jo lahko dobimo z masnim spektrometrom.
V svojih poskusih so raziskovalci lahko posneli, shranili in prebrali 400 KB informacij, vključno s prepisom predavanja, fotografijo in sliko. Po navedbah ekipe je bila povprečna hitrost pisanja osem bitov na sekundo, hitrost branja pa 20 bitov na sekundo, z natančnostjo 99,9 %.
Znanstveniki pravijo, da ima novi sistem več prednosti. Oligopeptidi so lahko stabilni več sto ali tisoč let, zaradi česar so idealna izbira za dolgoročno shranjevanje arhivskih podatkov. Prav tako lahko shranijo več podatkov v manjšem fizičnem prostoru, potencialno celo več kot DNK. Tako se lahko celotna vsebina newyorške javne knjižnice shrani v žlički, polni beljakovin.
Sistem lahko deluje s širokim spektrom molekul in lahko zapisuje podatke hitreje kot njegovi dvojniki, ki temeljijo na DNK, čeprav raziskovalci priznavajo, da je branje lahko precej počasno. Kakor koli že, tehnologijo je mogoče v prihodnosti izboljšati z boljšimi tehnikami, kot je uporaba brizgalnih tiskalnikov za zapisovanje podatkov in izboljšanih masnih spektrometrov za njihovo branje.
Študija je bila objavljena v znanstveni reviji .
Vir: 3dnews.ru