Dijital Verilerin %100 Doğrulukla DNA’ya Depolanması


CD’ler ve USB çubuklar yeterli olmadığında napıcaz?
2020 yılına kadar 44 milyon milyar gigabayt oluşturduğumuz tüm dijital veriler bir yerde sona erecek. Birçok araştırmacıya göre, yakın gelecekte bu “nerede” , piyasadaki en iyi iPhone’dan binlerce gigabayt daha depolayabilen DNA iplikçiklerine karşılık gelecek . Aslında milyonlarca yıllık evrim, bu tür biyolojik bilgi depolamayı mükemmelleştirdi.

Bilim adamları kullanımına tartışma DNA bir şekilde veri depolama şimdi yıllardır , ama şimdiye kadar uygulamaları uygulama yüksek maliyete göre ve verilerdeki hatalardan sınırlı kalmıştır. Bir kaç gün önce, bir çalışmada yayınlanan Scienc ve teorik performans sınırlarına iyi Yaklaşıyor – araştırmacılar önceki sonuçlarla daha verimli bir depolama işlemi yüzde 100 hatasız ve yüzde 60 başardı açıkladı DNA depolaması.

Bununla birlikte, bu uygulamayı normale döndürmeden önce çözülmesi gereken bir kaç konu var. Örneğin, işlem uzun sürüyor ve oldukça pahalı.

Bu yeni yöntem basit bir Sudoku gibi çalışıyor, pratikte kaybolan verilerin herhangi bir parçasının bütününü mahvedebileceğini önlemek için küçük yardımı kullanıyor. Columbia Üniversitesi’ndeki kağıt ve bilgisayar bilimleri mesleğinin ortak yazarı Yaniv Erlic telefonda bana “Tüm sayıları bulamasanız bile Sudoku’yu çözebilirsiniz” dedi.

New York Genome Center’daki Dina Zielinski ile yapılan bir araştırmaya göre, bu yöntem önceki yöntemlerden çok daha verimli ve DNA iplikçiklerinde daha fazla veri depolamanıza izin veriyor – bir gram DNA’da 215.000.000 gigabaytan bahsediyoruz. Bu özellikleri 8.5 gigabayt DVD veya 256 en iyi iPhone ile karşılaştırın.

2013’te yapılan bir araştırmada, bir başka araştırmacılar ekibi bir gram DNA’ya 2.000.000 gigabayt veri eklemeyi başardı .

Bilim insanları DNA’ya çeşitli nedenlerle DNA’da depolanmanın bir yolunu arıyorlar: Gerçekten küçük moleküllere çok fazla bilgi koyabiliyor, asla eski haline gelmeyecek (CD’lerden veya kasetlerden farklı olarak) on binlerce yıl sürebiliyor.

DNA’nın Azot bazındaki dört harfli alfabe (A, C, G ve T) ikili koda dönüştürülebilir – örneğin, 00 A, 01 C, 10’un G ve 11’in T’dir.

Bu çalışmada önemli ilerleme, ‘DNA çeşmesi’ veya çeşme kodlarının kullanımına karşılık gelir – Dosyaları depolamak için tüm dosyaları kodlanmış parçalara veya damlacıklara dönüştürmenize izin veren programlama teorisinin bir yönü Erlich’e göre, onun yozlaşmasını önlemeye izin veren teknik. Kodlanmış bir veri çeşidine sahipseniz ve yeterli miktarda damla elde ederseniz, tüm dosyayı tekrar bir araya getirebilirsiniz.

“Her DNA oligonükleotidini bir ipucu olarak düşünebilirsiniz,” Erlich açıkladı. Oligo, kısa bir DNA molekülüdür “DNA oligo’nun tümü veri kaybetmeden veya okunaklı olmadan hayatta kalamayacak olmasına rağmen bulmacayı yine de çözebilirsiniz.

O, bugüne kadar DNA’ya veri yazmak için en popüler tekniklerden biriydi ( örneğin, 2013’teki bir çalışmada istismar edildi ), tekrar tekniği olduğunu belirtti. Eğer kodlama olsaydı, örneğin, Beatles tarafından ‘She Loves You’ metni, diziler “evet”, “evet evet”, “seni seviyor” “sevdiği” olurdu.

“Bir iz kaybetmiş olsaydı, diğer oligoya ancak hala kullanılabilir böylece tekrar stratejisini istismar,” Erlich söyledi. Eğer fragman “seni seviyor” kayıp ise hala acı “diye seviyor” ve “evet” metnini yeniden gerekiyordu. “Verimli dosyasındaki bilgileri korumak Değilse, ancak, sırayla dört oligos kaybetmek iyi bir şans var.”

Onların yöntemi, Erlich ve Zielinsky altı dosyaları DNA’da kodlanmış olan test etmek için: Bir bilgisayar, bir virüs 1895 filmi “La Ciotat İstasyonu’nda Train Varış,” hediye kart tüm işletim sistemini Amazon, bir Pioneer plakası ve bir bilgi teorisi çalışması. Onlar kopyalanacak ve dosyaları seyreltilmiş birkaç kez ve ayrıca Heyecan takipçileri Erlich’in birine el yazması verdi: o indir bildiği ve dosyaları şifresini, onlar, 50 $ hediye kartı onun olacağını söyledim. O parayla bir kitap satın aldı.

Dosyaları kodlamak ve depolamak için gereken süre dışında, bu büyük dosyaları indirip şifrelerini çözmek uzun zaman alır – 2 megabayt’lık verilerin şifresini çözmek 24 saat alır. Dahası, bu alanda oldukça belirgin finansal kısıtlamalar bulunmaktadır.

Erlich, 2 megabaytın kodlamasının ve kod çözülmesinin 7,000 dolara mal olacağını tahmin etti. “Prosedürün verimliliğini yüzde 60 arttırdık” dedi. “Hâlâ çok pahalı.” Bununla birlikte, zamanla bu yönü iyileştirmelidir.