Науковці змогли записати 36 терабайтів даних на молекулі ДНК

Біоінженери створили прототип касети для зберігання та прочитання даних на основі ДНК. На 100-метровій стрічці такого носія можна розмістити близько 36 тисяч терабайтів інформації — цього вистачило б для збереження приблизно трьох мільярдів пісень. Розробка має на меті подолати кризу у сфері зберігання даних, де класичні напівпровідникові технології поступово досягають своїх меж.

Новий підхід відрізняється від попередніх технологій використання ДНК як носія. Стрічку виготовили з поліестерних і нейлонових полімерів, на які нанесли білі та чорні смуги: білі зв’язувалися з молекулами ДНК, тоді як чорні перешкоджали їхньому змішуванню. Для швидкого пошуку даних стрічку поділили на понад пів мільйона секцій, подібних до папок у комп’ютері, що дозволяє за секунду відкривати понад 1500 з них. Щоб захистити ДНК від пошкоджень, стрічку вкрили шаром метал-органічних сполук, які зберігають дані протягом сотень років.

Для роботи з касетою науковці створили спеціальний пристрій для зчитування та перезапису інформації. Стрічка проходить через секвенатор та камеру з реакційною рідиною, де відбувається редагування файлів. У тестовому експерименті дослідники записали кілька фрагментів зображень і продемонстрували можливість вибіркового прочитання та заміни файлів. На виконання цього завдання системі знадобилося 150 хвилин, але вчені планують скоротити час утричі завдяки паралельним процесам.

Перевага такого підходу полягає в компактності: запис на ДНК потребує утричі менше місця, ніж сучасні методи, наприклад чіпи з рідкими частинками. До того ж нова касета дає змогу працювати з різними типами файлів, а пристрої для її використання можуть бути компактнішими завдяки інтеграції реакційних камер. Це відкриває перспективу для застосування ДНК-носіїв навіть у побуті.

Сфера запису інформації на ДНК активно розвивається. Раніше науковці закодували повідомлення «Hel­lo world!» у геномі бактерії кишкової палички, запропонували замінити штрихкоди ДНК-маркуванням і навіть створили «ДНК-комп’ютер», здатний грати у шахи та судоку. А штучний інтелект вже продемонстрував здатність розшифровувати дані з ДНК у десятки разів швидше за класичні методи.