Скоро может появиться возможность резервного копирования жесткого диска с помощью ДНК

Группа генетиков из Гарварда и Университета Джона Хопкинса (США) разработала новую методику кодирования ДНК, делающую возможным хранение большего количества информации, чем было доступно ранее. Эта разработка может стать важным шагом на пути к использованию огромного потенциала ДНК в вопросе хранения.

Сколь бы ни были хороши современные носители информации, им трудно соперничать с универсальными строительными блоками жизни. В статье, опубликованной в свежем выпуске журнала Science, руководитель нового исследования Шрирам Косури и его коллеги описали новый способ применения ДНК для кодирования цифровой информации в беспрецедентных количествах. При этом были названы два основных преимущества ДНК-хранения: плотность и стабильность.

Теоретически, один грамм одноцепочечной ДНК может кодировать до 455 экзабайт информации, а это почти полмиллиарда терабайт. Кроме того, благодаря характерной для ДНК форме хранение данных не ограничивается двумя измерениями – оно может осуществляться в трехмерном пространстве, что дает больше свободного места. ДНК также невероятно прочна, и возможность считывания может сохраниться даже при неблагоприятных условиях, воздействующих на ДНК в течение тысяч лет. Свидетельством тому служат многократные случаи получения исследователями генетической информации о мамонтах или секвенирования генома мумии, которой более 5000 лет. Представить же восстановление файлов с компакт-дисков такого возраста невозможно – это вряд ли получится, даже если диску всего 20 лет.

Тем не менее, у ДНК есть и свои недостатки. Как говорит Шрирам Косури, она неперезаписываема, не обладает произвольным доступом и характеризуется высокой латентностью. Поэтому, по мнению ученых, по-настоящему ДНК подходит только для архивного хранения.

Чтобы продемонстрировать огромный потенциал ДНК в этой области, Косури и его группа использовали скромные 55000 159-нуклеитидных фрагментов одноцепочечного генетического кода. С их помощью исследователи закодировали 5,27-мегабитную книгу, содержащую 53426 слов, 11 jpg-изображений и одну программу JavaScript. Затем они применили новые методики секвенирования ДНК, чтобы считать данные.

Возможно, такой объем информации и не покажется чем-то из ряда вон выходящим, однако новое исследование весьма впечатляет. Во-первых, оно побило предыдущий рекорд в 7920 бит. Во-вторых, инновационная методика, которую применили Косури и его коллеги, позволила им решить вопросы стоимости и точности – два давних технических препятствия в области ДНК-хранения. Наконец, эта работа продемонстрировала, что ДНК может обеспечить исключительно высокую плотность хранения данных.