Американські науковці здійснили прорив у сфері зберігання даних, створивши перший у світі цифровий “жорсткий диск” на основі ДНК із можливістю перезапису інформації. Це дозволяє не лише зберігати, а й редагувати дані на молекулярному рівні з безпрецедентною швидкістю, точністю та енергоефективністю.
Про це розповідає ProIT
Перспективи та інновації зберігання даних у ДНК
Використання ДНК як носія цифрової інформації вперше запропонував у 1959 році фізик Річард Фейнман. З того часу ідею активно досліджували, адже ДНК здатна вмістити величезний обсяг даних при надзвичайно високій щільності. Однак ключовою проблемою довгий час залишалася незмінність запису: інформацію можна було лише зчитувати, але не змінювати. Вчені з Університету Міссурі в Колумбії вирішили це завдання, розробивши метод, що дозволяє стирати та перезаписувати цифрову інформацію, закодовану у молекулах ДНК.
Технологічні особливості та переваги розробки
Як пояснює керівник дослідницької групи Лі-Цюнь “Ендрю” Гу, сучасні комп’ютери оперують одиницями та нулями, тоді як у ДНК ці біти відповідають чотирьом азотистим основам: A, C, G і T. Щільність зберігання даних у ДНК настільки висока, що теоретично всі цифрові дані світу можна розмістити у звичайній коробці для взуття. Крім того, ДНК є надзвичайно стабільною при збереженні у сухому та прохолодному середовищі — вона може залишатися неушкодженою протягом тисяч років. Важливо й те, що енергоспоживання при такому способі зберігання даних значно нижче, ніж у традиційних дата-центрах.
“ДНК неймовірна — вона зберігає ‘інструкцію’ життя в крихітному, стабільному корпусі”, — каже Лі-Цюнь “Ендрю” Гу, доктор філософії та професор хімічної та біомедичної інженерії в Університеті Міссурі.
Новий підхід дозволяє ДНК-носію працювати як сучасний жорсткий диск: інформацію можна не тільки записувати, а й перезаписувати та стирати. Для цього вчені створили компактний електронний пристрій з нанопоровим сенсором. Коли молекула ДНК проходить через сенсор, утворюються електричні сигнали, які спеціальне програмне забезпечення трансформує у цифрові дані. Система працює швидше, простіше та екологічніше порівняно з попередніми методами, а в майбутньому вчені планують довести її до формату портативного USB-накопичувача.
ДНК зберігає інформацію у тривимірній структурі, що забезпечує унікальну щільність запису. Оскільки вона є фізичною молекулою, такий носій даних менш вразливий до кібератак, на відміну від електронних систем, що постійно підключені до мережі.
“Уявіть, що це ніби надзахищений сейф для вашого цифрового життя”, — заявив Лі. “Зберігання ДНК може захистити все: від особистих спогадів і важливих документів до наукових даних і корпоративних архівів — без додаткових проблем кібербезпеки”.
Результати дослідження опубліковано у науковому журналі PNAS Nexus.