Создана перезаписываемая «флешка» на основе ДНК
Ученые по всему миру исследуют неожиданное решение проблемы растущего объема данных: хранение цифровой информации в синтетической ДНК. Идея проста, но революционна: ДНК — одна из самых емких и долговечных систем хранения информации на Земле. Однако до сих пор развитие этой области сдерживала одна проблема: записанные в ДНК данные нельзя изменить.
В Миссурийском университете эту проблему решили. Там разработали перезаписываемый жесткий диск с ДНК в качестве носителя. Концепция и результаты испытаний прототипов опубликованы в PNAS Nexus.
«ДНК поражает — в крошечном и стабильном "контейнере" хранится вся "инструкция" жизни. Мы задались вопросом: можно ли записывать и перезаписывать информацию на молекулярном уровне быстрее, проще и эффективнее, чем когда-либо прежде?», — говорит Ли-Цюнь «Эндрю» Гу, профессор химического и биомедицинского инжиниринга Инженерного колледжа Миссури.
Почему ДНК
Современные компьютеры хранят информацию в виде последовательности нулей и единиц. Для записи в ДНК их преобразуют в последовательности блоков A, C, G и T — «букв», из которых она состоит. Затем специальные устройства синтезируют искусственные нити ДНК с нужным рисунком.
Преимущества ДНК поразительны. Она может хранить колоссальные объемы информации в микроскопических объемах — теоретически все данные человечества можно уместить в коробку из-под обуви. При хранении в сухости и прохладе ДНК остается стабильной тысячи лет. К тому же такой способ хранения требует гораздо меньше энергии, чем содержание огромных дата-центров.
При всех своих достоинствах ДНК была памятью постоянной, данные в которой нельзя обновить. Решение авторов остроумное и эффективное: для записи не синтезировать новую молекулу, а вешать на ее нить заглушки-скрепки — короткие фрагменты ДНК.
Для считывания информации разработано компактное электронное устройство, сопряженное с детектором молекулярного масштаба — нанопоровым сенсором. Когда ДНК проходит через этот сенсор, возникают едва уловимые изменения электрического поля. Программное обеспечение преобразует их обратно в нули и единицы, а затем и в исходный файл.
Сверхвысокая емкость и защита
ДНК хранит информацию в трех измерениях, а не на плоской поверхности чипа, что обеспечивает ее непревзойденную плотность записи. А поскольку она существует как физическая молекула, а не как постоянно подключенная к сети электронная система, это дает дополнительную защиту от взлома.
«Представьте себе это как сверхнадежную банковскую ячейку для вашей цифровой жизни. Хранение на ДНК может защитить все: от личных фотографий и важных документов до научных данных и корпоративных архивов — и при этом без дополнительных киберугроз, связанных с сетевым доступом», — резюмирует Гу.
В долгосрочной перспективе ДНК-накопитель станет размерами не больше флешки — и столь же практичным, надеется он.
