一項新的研究證實,儲存的未來是DNA

2021-09-30 22:23:21 字數 1442 閱讀 5383

· 利用dna儲存將滿足我們日益增長的資料需求–僅僅四克的dna可以包含一年內所有人類共同產生的資訊。

· dna是最強大的儲存系統之一,這項技術可以在十年左右的時間裡提供給消費者。

資訊處理

dna包括乙個活的有機體的所有資訊。它對生命的一切資訊都進行了編碼。這就是為什麼很多公司,如微軟,投資研究將其用於資料儲存的原因。不同於大多數現有資料儲存裝置的存在,dna不會隨著時間的推移而消減,而且它非常緊湊。舉個例子,僅僅四克的dna可以包含一年的所有人類共同產生的資訊。

隨著人類的進步,我們生產和消費的資料量越來越大。僅僅乙個1.44mb的軟盤就能滿足我們需要的時代已經過去了。不斷增長的資料需求決定了我們需要乙個更加強大和持久的資料儲存裝置。在一項發表於《科學》雜誌上的研究中,研究人員yaniv erlich和dina zielinski表明,dna也許可以解決我們對資料儲存的需求。

erlich和zielinski儲存了6個檔案到72000條dna鏈中,每條dna鏈有200個鹼基長度。這些檔案包括乙個完整的計算機作業系統,一部2023年的法國電影,乙個亞馬遜禮品卡,乙個計算機病毒,乙個pioneer plaque,和一位資訊理論家claude shannon的研究結果。「我們將這些檔案的位元組對映到dna核苷酸上,然後,我們合成了這些核苷酸並將其分子儲存在試管中。」erlich向researchgate介紹道。「為了將這些資訊進行封裝,我們利用編碼理論中的數學概念設計了乙個實行策略——dna fountain,它可以使我們獲得最佳的封裝效果,這是本研究中最具挑戰性的部分。」

為了重新獲得這些資料,研究人員利用dna測序技術和乙個軟體將遺傳**轉換回二進位制。「為了恢復資訊,我們對分子進行了測序,這是基本的過程。」 erlich說。值得注意的是,恢復的檔案並不存在誤差。

一項新的研究證實,儲存的未來是dna

它可以儲存乙個世紀

人類儲存資料完整的手段,多年來已大大提高,我們經歷了從紙到磁膜再到晶元的進步。但dna提供了乙個更好的選擇。erlich解釋道:

dna有幾大優勢,首先,它比傳統媒介要小得多。事實上,我們的研究中表明,我們可以通過dna儲存獲得215pb/g(pb,petabyte,拍位元組或千萬億位元組或千t位元組)的密度!第二,dna可以存在很長一段時間,超過100年,這是遠高於傳統媒介的數量級。你可以試著去聽聽任何90年代的磁帶,看它的效果如何。

erlich也認為,技術會隨著時間的推移而不斷進步。「傳統媒介因為數位化而遭到廢棄。我父母有8mm磁帶,但現在已經基本無用了。」他補充道。「dna已經存在了30億年左右,人類不可能失去讀取這些分子的能力。如果無法讀取dna,我們會遇到比資料儲存更棘手的問題。」

被問及這項技術何時可以真正成熟時,erlich給了乙個比較樂觀的預估。「我猜會是十多年後,」他說,「我們仍在初期階段,不過磁性**當初也是經歷了多年的發展才真正被使用的。」

最後,erlich和zielinski的研究為探索生物計算機的未來提供了更多借鑑。「這開啟了利用分子生物學工具輔助計算的可能性,」 erlich說。「這是另一方面。」

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