В ДНК можно будет хранить изображения, видео и музыку

Расширение молекулярного состава ДНК и разработка точного метода секвенирования позволили превратить двойную спираль в надежную и устойчивую платформу для хранения данных, передает Phys.org.

Каждая нить ДНК содержит четыре химических вещества — аденин, гуанин, цитозин и тимин, которые часто обозначаются инициалами A, G, C и T. Они выстраиваются и перестраиваются вдоль двойной спирали в комбинации, которые ученые могут расшифровать или упорядочить, чтобы придать смысл.

Исследователи расширили возможности ДНК для хранения информации, добавив семь синтетических нуклеиновых оснований к существующей линейке из четырех букв.

«Представьте себе английский алфавит. Если бы у вас было всего четыре буквы для использования, вы могли бы создать только определенное количество слов. Если бы у вас был весь алфавит, вы могли бы создавать неограниченное количество слов. То же самое и с ДНК. Вместо преобразования нулей и единиц в A, G, C и T мы можем преобразовать нули и единицы в A, G, C, T и семь новых букв в алфавите хранилища».

Команда первой использовала химически модифицированные нуклеотиды для хранения информации в ДНК. Ей удалось ввести инновацию, которая способна интерпретировать химически модифицированные нити ДНК.

Для этого они объединили машинное обучение и искусственный интеллект, чтобы разработать первый в своем роде метод обработки считывания последовательности ДНК. Такое решение может отличать модифицированные химические вещества от натуральных и отличать каждую из семи новых молекул друг от друга.

«Мы испробовали 77 различных комбинаций из 11 нуклеотидов, и наш метод позволил идеально дифференцировать каждый из них», — сказал Пан.

Каждый день в Интернете генерируется несколько петабайт данных. Всего одного грамма ДНК было бы достаточно для хранения этих данных. Ведь ДНК может выдерживать самые суровые условия Земли в течение десятков тысяч лет и оставаться жизнеспособным источником данных.

«ДНК — это оригинальная система хранения данных природы. Мы можем использовать ее для хранения любых данных: изображений, видео, музыки — чего угодно», — сказала Касра Табатабаи, исследовательница Института передовых наук и технологий Бекмана и соавтор этого исследования.