ДНК-книга21.08.2012
В США биоинженеры "напечатали" книгу из 53 тысяч слов на молекулах ДНК, и прочитали ее при помощи устройства секвенирования, достигнув рекордной плотности записи информации на сегодняшний день, сообщает портал Корреспондент.net
Молекулы ДНК представляют собой надежное устройство по хранению информации, так как они хорошо защищены от ошибок чтения и записи.
Ученые пытаются приспособить их для хранения произвольных данных с 1988 года, когда американским биоинформатикам впервые удалось записать 7,9 килобайт информации на молекулу ДНК и прочитать ее.
Группа ученых под руководством Шрирама Косури из Гарвардской медицинской школы в Бостоне (США) разработала особый компьютерный алгоритм, позволяющий сжать и подготовить для записи на молекулу ДНК практически неограниченный объем информации.
Они «напечатали» на молекуле ДНК электронную версию книги «Регенезис: как синтетическая биология переизобретет природу и нас самих», написанной участником группы Джорджем Черчем и писателем Эдом Реджисом.
Методика ученых такова: данные разбиваются на куски одинаковой длины и записываются на короткие фрагменты ДНК длиной в 159 нуклеотидов.
Каждый такой блок содержит 96 бит данных, 19 битный адрес блока и два фрагмента по 22 бита, кодирующих начало и конец "пакета" информации. В каждом случае один нуклеотид кодирует один бит данных - азотистые основания аденин (А) и цитозин (С) обозначают логическую "единицу", а гуанин (G) и тимин (T) - логический ноль.
При записи информации блоки синтезируются из отдельных нуклеотидов при помощи струйного ДНК-принтера.
Наличие адреса у каждого блока позволяет хранить информацию в виде смеси из коротких последовательностей нуклеотидов, а не единой цепочки ДНК. Это позволяет хранить практически неограниченный объем информации, увеличивая длину адресной части блока.
Ученые синтезировали необходимые фрагменты ДНК, смешали их, размножили и прочитали при помощи устройства секвенирования Illumina HiSeq.
По словам биоинженеров, алгоритм кодирования оказался очень эффективным - книга была считана всего с десятью ошибками на 5,27 мегабит данных.
По словам авторов исследования, их технология имеет несколько других преимуществ, кроме неограниченной длины записи и устойчивости к ошибкам. Во-первых, использование нуклеотидов в качестве единичных битов позволяет достичь невероятно высокой плотности записи - 5,5 петабит на кубический миллиметр.
Это больше аналогичной характеристики для флеш-памяти и жестких дисков в миллионы раз, и в сотни раз превышает плотность записи данных в квантовой голографии.
Комментарии читателей:
- Добавить комментарий