మైక్రోసాఫ్ట్ మరియు యూనివర్శిటీ ఆఫ్ వాషింగ్టన్ పరిశోధకులు కృత్రిమంగా రూపొందించిన DNA కోసం మొదటి పూర్తి ఆటోమేటెడ్, రీడబుల్ డేటా స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌ను ప్రదర్శించారు. రీసెర్చ్ ల్యాబ్‌ల నుండి కమర్షియల్ డేటా సెంటర్‌లకు కొత్త టెక్నాలజీని తరలించడానికి ఇది కీలకమైన దశ.
డెవలపర్లు ఒక సాధారణ పరీక్షతో భావనను నిరూపించారు: వారు "హలో" అనే పదాన్ని సింథటిక్ DNA అణువు యొక్క శకలాలుగా విజయవంతంగా ఎన్కోడ్ చేసారు మరియు పూర్తి ఆటోమేటెడ్ ఎండ్-టు-ఎండ్ సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించి దానిని తిరిగి డిజిటల్ డేటాగా మార్చారు, దీనిలో వివరించబడింది. , నేచర్ సైంటిఫిక్ రిపోర్ట్స్‌లో మార్చి 21న ప్రచురించబడింది.
DNA అణువులు డిజిటల్ సమాచారాన్ని చాలా అధిక సాంద్రతలో నిల్వ చేయగలవు, అంటే, ఆధునిక డేటా కేంద్రాలు ఆక్రమించిన దానికంటే చాలా తక్కువ పరిమాణంలో ఉండే భౌతిక ప్రదేశంలో. వ్యాపార రికార్డులు మరియు అందమైన జంతువుల వీడియోల నుండి మెడికల్ ఫోటోగ్రాఫ్‌లు మరియు అంతరిక్షం నుండి చిత్రాల వరకు ప్రపంచం ప్రతిరోజూ ఉత్పత్తి చేసే విస్తారమైన డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఇది మంచి పరిష్కారాలలో ఒకటి.
Microsoft మధ్య సంభావ్య అంతరాన్ని తగ్గించడానికి మార్గాలను అన్వేషిస్తోంది మరియు మేము వాటిని సంరక్షించాలనుకుంటున్నాము మరియు వాటిని సంరక్షించే మా సామర్థ్యాన్ని. ఈ పద్ధతులలో అల్గారిథమ్‌ల అభివృద్ధి మరియు మాలిక్యులర్ కంప్యూటింగ్ టెక్నాలజీలు ఉన్నాయి . ఇది పెద్ద ఆధునిక డేటా సెంటర్‌లో నిల్వ చేయబడిన మొత్తం సమాచారాన్ని దాదాపు అనేక డైస్‌ల పరిమాణంలో ఉండేలా అమర్చడానికి అనుమతిస్తుంది.
"మా ప్రధాన లక్ష్యం ఏమిటంటే, తుది వినియోగదారుకు, దాదాపుగా ఇతర క్లౌడ్ నిల్వ సిస్టమ్‌ల మాదిరిగానే కనిపించే సిస్టమ్‌ను ప్రారంభించడం: సమాచారం డేటా సెంటర్‌కు పంపబడుతుంది మరియు అక్కడ నిల్వ చేయబడుతుంది, ఆపై క్లయింట్‌కు అవసరమైనప్పుడు అది కనిపిస్తుంది, ” అని సీనియర్ మైక్రోసాఫ్ట్ పరిశోధకుడు కరిన్ స్ట్రాస్ చెప్పారు. "దీనిని చేయడానికి, ఇది ఆటోమేషన్ కోణం నుండి ఆచరణాత్మక అర్ధాన్ని కలిగి ఉందని మేము నిరూపించాల్సిన అవసరం ఉంది."
సమాచారం మానవులు లేదా ఇతర జీవుల DNAలో కాకుండా ప్రయోగశాలలో సృష్టించబడిన సింథటిక్ DNA అణువులలో నిల్వ చేయబడుతుంది మరియు సిస్టమ్‌కు పంపబడే ముందు గుప్తీకరించబడుతుంది. సింథసైజర్‌లు మరియు సీక్వెన్సర్‌ల వంటి సంక్లిష్ట యంత్రాలు ఇప్పటికే ప్రక్రియలో కీలకమైన భాగాలను నిర్వహిస్తున్నప్పటికీ, అనేక ఇంటర్మీడియట్ దశలకు పరిశోధనా ప్రయోగశాలలో మానవీయ శ్రమ అవసరం. "ఇది వాణిజ్యపరమైన ఉపయోగం కోసం తగినది కాదు," అని USF (USF)లోని పాల్ అలెన్ స్కూల్ ఆఫ్ కంప్యూటర్ సైన్స్ అండ్ ఇంజినీరింగ్‌లో సీనియర్ రీసెర్చ్ ఫెలో క్రిస్ తకాహషి అన్నారు.).
"మీరు పైపెట్‌లతో డేటా సెంటర్ చుట్టూ పరిగెత్తే వ్యక్తులను కలిగి ఉండకూడదు, ఇది మానవ తప్పిదానికి చాలా అవకాశం ఉంది, ఇది చాలా ఖరీదైనది మరియు ఇది చాలా ఎక్కువ స్థలాన్ని తీసుకుంటుంది" అని తకాహషి వివరించారు.
ఈ డేటా నిల్వ పద్ధతి వాణిజ్యపరంగా అర్ధవంతం కావాలంటే, DNA సంశ్లేషణ-అర్థవంతమైన సీక్వెన్స్‌ల యొక్క ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లను సృష్టించడం-మరియు నిల్వ చేయబడిన సమాచారాన్ని చదవడానికి అవసరమైన సీక్వెన్సింగ్ ప్రక్రియ రెండింటి ఖర్చులు తప్పనిసరిగా తగ్గించబడాలి. ఇదే దిశానిర్దేశం అంటున్నారు పరిశోధకులు .
మైక్రోసాఫ్ట్ పరిశోధకుల ప్రకారం, ఆటోమేషన్ అనేది పజిల్ యొక్క మరొక కీలక భాగం, డేటా నిల్వను వాణిజ్య స్థాయిలో మరియు మరింత సరసమైనదిగా చేస్తుంది.
కొన్ని పరిస్థితులలో, DNA ఆధునిక ఆర్కైవల్ నిల్వ వ్యవస్థల కంటే ఎక్కువ కాలం ఉంటుంది, ఇది దశాబ్దాలుగా క్షీణిస్తుంది. కొన్ని DNA పదివేల సంవత్సరాలుగా-మముత్ దంతాలలో మరియు ప్రారంభ మానవుల ఎముకలలో-ఆదర్శ కంటే తక్కువ పరిస్థితుల్లో జీవించగలిగింది. మానవత్వం ఉన్నంత కాలం డేటాను ఈ విధంగా నిల్వ చేయవచ్చని దీని అర్థం.
స్వయంచాలక DNA నిల్వ వ్యవస్థ మైక్రోసాఫ్ట్ మరియు వాషింగ్టన్ విశ్వవిద్యాలయం (UW) అభివృద్ధి చేసిన సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది డిజిటల్ డేటా యొక్క వాటిని మరియు సున్నాలను న్యూక్లియోటైడ్‌ల (A, T, C మరియు G) సీక్వెన్స్‌లుగా మారుస్తుంది, ఇవి DNA యొక్క “బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు”. ఈ వ్యవస్థ చౌకైన, ఎక్కువగా ఆఫ్-ది-షెల్ఫ్, ప్రయోగశాల పరికరాలను సింథసైజర్‌కు అవసరమైన ద్రవాలు మరియు రియాజెంట్‌లను సరఫరా చేయడానికి ఉపయోగిస్తుంది, ఇది కల్పిత DNA శకలాలు సేకరించి వాటిని నిల్వ కంటైనర్‌లో ఉంచుతుంది.
సిస్టమ్ సమాచారాన్ని సంగ్రహించవలసి వచ్చినప్పుడు, అది DNAని సరిగ్గా సిద్ధం చేయడానికి ఇతర రసాయనాలను జోడిస్తుంది మరియు DNA అణువుల క్రమాలను చదివే మరియు వాటిని కంప్యూటర్ అర్థం చేసుకోగలిగే సమాచారంగా మార్చే సిస్టమ్‌లోని భాగాలలోకి ద్రవాలను నెట్టడానికి మైక్రోఫ్లూయిడ్ పంపులను ఉపయోగిస్తుంది. సిస్టమ్ త్వరగా లేదా చౌకగా పని చేస్తుందని నిరూపించడం ప్రాజెక్ట్ యొక్క లక్ష్యం కాదని, ఆటోమేషన్ సాధ్యమని చూపించడమేనని పరిశోధకులు అంటున్నారు.
ఆటోమేటెడ్ DNA నిల్వ వ్యవస్థ యొక్క అత్యంత స్పష్టమైన ప్రయోజనాల్లో ఒకటి ఏమిటంటే, రియాజెంట్‌ల సీసాల కోసం వెతకడం లేదా టెస్ట్ ట్యూబ్‌లలోకి ద్రవ బిందువులను జోడించడం వంటి మార్పు లేకుండా సంక్లిష్ట సమస్యలను పరిష్కరించడానికి శాస్త్రవేత్తలను విముక్తి చేస్తుంది.
"పునరావృతమైన పనిని చేయడానికి స్వయంచాలక వ్యవస్థను కలిగి ఉండటం వలన ల్యాబ్‌లు నేరుగా పరిశోధనపై దృష్టి కేంద్రీకరించడానికి మరియు వేగంగా ఆవిష్కరించడానికి కొత్త వ్యూహాలను అభివృద్ధి చేయడానికి అనుమతిస్తుంది" అని మైక్రోసాఫ్ట్ పరిశోధకుడు బిహ్లిన్ న్గుయెన్ చెప్పారు.
మాలిక్యులర్ ఇన్ఫర్మేషన్ సిస్టమ్స్ యొక్క ప్రయోగశాల నుండి బృందం (MISL) ఇది పిల్లుల ఛాయాచిత్రాలను, అద్భుతమైన సాహిత్య రచనలను నిల్వ చేయగలదని ఇప్పటికే నిరూపించింది, మరియు DNA రికార్డులను ఆర్కైవ్ చేసి, లోపాలు లేకుండా ఈ ఫైల్‌లను సంగ్రహించండి. ఈ రోజు వరకు, వారు డీఎన్‌ఏలో 1 గిగాబైట్ డేటాను నిల్వ చేయగలిగారు .
పరిశోధకులు పద్ధతులను కూడా అభివృద్ధి చేశారు ఫైల్‌లను తిరిగి డిజిటల్ ఫార్మాట్‌కి మార్చకుండా అణువులను ఉపయోగించి ఆపిల్ లేదా ఆకుపచ్చ సైకిల్‌ను కలిగి ఉన్న చిత్రాలను మాత్రమే కనుగొనడం మరియు తిరిగి పొందడం వంటివి.
"మేము కొత్త రకం కంప్యూటర్ సిస్టమ్ యొక్క పుట్టుకను చూస్తున్నామని చెప్పడం సురక్షితం, దీనిలో అణువులను డేటా నిల్వ కోసం మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ నియంత్రణ మరియు ప్రాసెసింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఈ కలయిక భవిష్యత్తు కోసం చాలా ఆసక్తికరమైన అవకాశాలను తెరుస్తుంది, ”అని వాషింగ్టన్ విశ్వవిద్యాలయంలో అలెన్ స్కూల్ ప్రొఫెసర్ అన్నారు. .
సిలికాన్-ఆధారిత కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్‌ల వలె కాకుండా, DNA-ఆధారిత నిల్వ మరియు కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్‌లు అణువులను తరలించడానికి తప్పనిసరిగా ద్రవాలను ఉపయోగించాలి. కానీ ద్రవాలు ఎలక్ట్రాన్ల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు పూర్తిగా కొత్త సాంకేతిక పరిష్కారాలు అవసరం.
యూనివర్శిటీ ఆఫ్ వాషింగ్టన్ బృందం, మైక్రోసాఫ్ట్ సహకారంతో, ఎలక్ట్రోడ్‌ల గ్రిడ్‌పై బిందువులను తరలించడానికి విద్యుత్ మరియు నీటి లక్షణాలను ఉపయోగించడం ద్వారా ప్రయోగశాల ప్రయోగాలను ఆటోమేట్ చేసే ప్రోగ్రామబుల్ సిస్టమ్‌ను కూడా అభివృద్ధి చేస్తోంది. అనే పూర్తి సాఫ్ట్‌వేర్ మరియు హార్డ్‌వేర్ సెట్ , వివిధ ద్రవాలను కలపవచ్చు, వేరు చేయవచ్చు, వేడి చేయవచ్చు లేదా చల్లబరుస్తుంది మరియు ప్రయోగశాల ప్రోటోకాల్‌లను అమలు చేయవచ్చు.
ప్రస్తుతం మాన్యువల్‌గా లేదా ఖరీదైన లిక్విడ్-హ్యాండ్లింగ్ రోబోట్‌ల ద్వారా నిర్వహించబడుతున్న ప్రయోగశాల ప్రయోగాలను ఆటోమేట్ చేయడం మరియు ఖర్చులను తగ్గించడం లక్ష్యం.
MISL బృందం కోసం తదుపరి దశల్లో పర్పుల్ డ్రాప్ వంటి సాంకేతికతలతో, అలాగే DNA అణువుల శోధనను ప్రారంభించే ఇతర సాంకేతికతలతో సరళమైన, ఎండ్-టు-ఎండ్ ఆటోమేటెడ్ సిస్టమ్‌ను సమగ్రపరచడం. పరిశోధకులు ఉద్దేశపూర్వకంగా వారి ఆటోమేటెడ్ సిస్టమ్‌ను మాడ్యులర్‌గా చేసారు, తద్వారా DNA సంశ్లేషణ, సీక్వెన్సింగ్ మరియు మానిప్యులేషన్ కోసం కొత్త సాంకేతికతలు ఉద్భవించాయి.
"ఈ సిస్టమ్ యొక్క ప్రయోజనాల్లో ఒకటి ఏమిటంటే, మేము ఒక భాగాన్ని కొత్త, మెరుగైన లేదా వేగవంతమైన వాటితో భర్తీ చేయాలనుకుంటే, మేము కొత్త భాగాన్ని ప్లగ్ చేయవచ్చు" అని న్గుయెన్ చెప్పారు. "ఇది భవిష్యత్తు కోసం మాకు మరింత సౌలభ్యాన్ని ఇస్తుంది."
అగ్ర చిత్రం: మైక్రోసాఫ్ట్ మరియు యూనివర్శిటీ ఆఫ్ వాషింగ్టన్ పరిశోధకులు "" అనే పదాన్ని రికార్డ్ చేసి లెక్కించారు.హలో", మొదటి పూర్తి ఆటోమేటెడ్ DNA డేటా నిల్వ వ్యవస్థను ఉపయోగించడం. ప్రయోగశాలల నుండి వాణిజ్య డేటా కేంద్రాలకు కొత్త సాంకేతికతను తరలించడంలో ఇది కీలక దశ.
మూలం: www.habr.com