У наш час ми можемо отримати доступ до всіх знань людства з невеликих комп'ютерів у наших кишенях. Всі ці дані повинні десь зберігатися, але величезні сервери займають багато фізичного простору та потребують великої кількості енергії. Дослідники з Гарварду розробили нову систему для читання та запису інформації з використанням органічних молекул, яка потенційно могла б залишатися стабільною та працездатною протягом тисячоліть.
За зрозумілими причинами ДНК є інструментом для зберігання інформації в природному світі — вона може зберігати величезні обсяги даних у крихітній молекулі та надзвичайно стабільна, зберігаючись протягом тисячоліть у правильних умовах. Останнім часом вчені досліджували цю здатність, записуючи дані в ДНК на кінчику олівців, у балончиках з аерозольною фарбою і навіть ховали дані у живих бактеріях. Але для використання ДНК у вигляді носія інформації є свої перешкоди, її читання та запис залишається досить складним та повільним процесом.
"Ми маємо намір використовувати стратегію, яка не запозичує ідею безпосередньо з біології", - говорить Брайан Кафферті (Brian Cafferty), один з авторів нового дослідження. "Натомість ми покладалися на методи, звичайні для органічної та аналітичної хімії, і розробили підхід, в якому для кодування інформації використовуються невеликі молекули з низькою молекулярною вагою".
Замість ДНК дослідники використовували олігопептиди, маленькі молекули, що складаються з різної кількості амінокислот. Основою нового носія інформації є мікропланшет — металева пластина з 384 крихітними осередками. Різні комбінації олігопептидів поміщають у кожну комірку для кодування одного байта інформації.
Механізм побудований на бінарній системі: якщо є конкретний олігопептид, він читається як 1, а якщо його немає, то як 0. Це означає, що код у кожному осередку може представляти одну літеру або один піксель зображення. Ключем до розпізнавання того, який саме олігопептид присутні в осередку, є його маса, яку можна отримати мас-спектрометром.
У своїх експериментах дослідникам вдалося записати, зберегти та прочитати 400 Кбайт інформації, включаючи стенограму лекції, фотографію та картинку. За словами команди, середня швидкість запису склала вісім біт за секунду, а швидкість читання 20 біт за секунду, з точністю до 99,9 %.
Вчені стверджують, що нова система має кілька переваг. Олігопептиди можуть бути стабільними протягом сотень або тисяч років, що робить їхній вибір ідеальним для тривалого зберігання архівних даних. Вони також можуть зберегти більше даних у меншому фізичному обсязі, потенційно навіть більше, ніж у ДНК. Таким чином, весь вміст нью-йоркської публічної бібліотеки можна зберегти в чайній ложці повної білка.
Система може працювати з широким спектром молекул і дозволяє записувати дані швидше, ніж в аналогах, що використовують ДНК, хоча дослідники визнають, що читання може бути досить повільним. У будь-якому випадку, технологію можна покращити в майбутньому за допомогою більш досконалих методів, таких як використання струменевих принтерів для запису даних та покращених мас-спектрометрів для їх читання.
Дослідження було опубліковане в науковому журналі .
Джерело: 3dnews.ru