ซื้อกลับบ้านที่สำคัญ
- นักวิจัยพบวิธีขยายความสามารถของ DNA ในการเก็บข้อมูล
- เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่จะใช้ DNA สำหรับการจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์
-
ข้อมูลที่จัดเก็บใน DNA อาจถูกดึงกลับมาได้หลังจากผ่านไปหลายพันปี
วันหนึ่งคุณอาจจะสามารถแทนที่ฮาร์ดไดรฟ์ของคุณด้วยอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ทำจาก DNA ได้ และอาจเป็นวิธีที่ยาวนานในการจัดเก็บข้อมูล
นักวิจัยได้คิดค้นวิธีการขยายการจัดเก็บข้อมูลของ DNA โดยการขยายตัวอักษร DNA ปลอม เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามอย่างกว้างขวางในการใช้ DNA เพื่อเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์
"DNA มีความหนาแน่นมากกว่าอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลดิจิทัลกระแสหลักที่หนาแน่นที่สุด 1 ล้านเท่า" Luis Ceze ศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมที่ศึกษาการจัดเก็บ DNA ที่มหาวิทยาลัย Washington กล่าวกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล
เก็บได้นาน
DNA ประกอบด้วยสารเคมีสี่ชนิด ได้แก่ อะดีนีน กัวนีน ไซโตซีน และไทมีน ซึ่งมักเรียกกันโดยชื่อย่อ A, G, C และ T พวกมันสร้างเกลียวคู่ที่มีชื่อเสียงเป็นชุดค่าผสมที่นักวิทยาศาสตร์สามารถถอดรหัสหรือจัดลำดับได้ นักวิจัยได้ขยายความจุที่กว้างขวางอยู่แล้วของ DNA สำหรับการจัดเก็บข้อมูลโดยการเพิ่มนิวคลีโอเบสสังเคราะห์เจ็ดตัวลงในรายการตัวอักษรสี่ตัวที่มีอยู่
"ลองนึกภาพตัวอักษรภาษาอังกฤษ" Kasra Tabatabaei นักวิจัยจากสถาบัน Beckman สำหรับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงและผู้เขียนร่วมในการศึกษานี้กล่าวในการแถลงข่าว "ถ้าคุณมีตัวอักษรเพียงสี่ตัวที่จะใช้ คุณสามารถสร้างคำได้มากมาย หากคุณมีตัวอักษรเต็ม คุณสามารถสร้างชุดคำได้ไม่จำกัดนั่นก็เหมือนกันกับดีเอ็นเอ แทนที่จะแปลงเลขศูนย์และหนึ่งเป็น A, G, C และ T เราสามารถแปลงเลขศูนย์และเลขศูนย์เป็น A, G, C, T และตัวอักษรใหม่เจ็ดตัวในตัวอักษรการจัดเก็บ"
ทีมวิจัยเป็นคนแรกที่ใช้นิวคลีโอไทด์ดัดแปลงทางเคมีเพื่อจัดเก็บข้อมูลใน DNA แต่พวกเขาต้องหาวิธีใหม่ในการตีความ พวกเขารวมแมชชีนเลิร์นนิงและปัญญาประดิษฐ์ (AI) เข้าด้วยกันเพื่อพัฒนาวิธีการประมวลผลการอ่านข้อมูลลำดับดีเอ็นเอเพื่อตรวจจับสารเคมีดัดแปลงจากธรรมชาติ
"เราลองใช้นิวคลีโอไทด์ทั้ง 11 แบบรวมกัน 77 แบบ และวิธีการของเราก็สามารถแยกแยะความแตกต่างของแต่ละคนได้อย่างสมบูรณ์แบบ " Chao Pan นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก University of Illinois Urbana-Champaign และผู้เขียนร่วมในเรื่องนี้ การศึกษากล่าวในการแถลงข่าว. "กรอบการเรียนรู้เชิงลึกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิธีการของเราในการระบุนิวคลีโอไทด์ที่แตกต่างกันนั้นเป็นสากล ซึ่งช่วยให้เราสามารถสรุปแนวทางในการใช้งานอื่นๆ ได้"
DNA นิยมใช้สื่อเก็บข้อมูลอย่างหนึ่งคือความทนทาน "คิด 1000 ปี จำ DNA โบราณที่ถูกค้นพบ" Ceze กล่าว
DNA จะไม่มีวันล้าสมัย
นักวิทยาศาสตร์สามารถจัดลำดับซากดึกดำบรรพ์เพื่อเปิดเผยประวัติศาสตร์ทางพันธุกรรมและสูดลมหายใจเข้าสู่ภูมิประเทศที่สูญหายไปนาน
"ในช่วงเวลาที่เรากำลังเผชิญกับความท้าทายด้านสภาพอากาศที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ความสำคัญของเทคโนโลยีการจัดเก็บแบบยั่งยืนไม่สามารถประเมินค่าสูงไปได้ " Olgica Milenkovic ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์และผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าวใน ข่าวประชาสัมพันธ์ "เทคโนโลยีใหม่ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับการบันทึกดีเอ็นเอกำลังเกิดขึ้นซึ่งจะทำให้การจัดเก็บโมเลกุลมีความสำคัญมากขึ้นในอนาคต"
จัดเก็บสิ่งของทั้งหมดของเรา
DNA อาจเป็นสถานที่ที่สมบูรณ์แบบในการเก็บข้อมูลที่กำลังเติบโตของมนุษยชาติ รายงานล่าสุดประมาณการว่าในปี 2020 ผู้คนสร้างข้อมูลที่เทียบเท่ากับ 400 พันล้านเทราไบต์หรือ 40 'กล่องใส่รองเท้า' ของการจัดเก็บข้อมูล DNA
การปฏิบัติในการจัดเก็บข้อมูลของคุณบน DNA กำลังเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น "สำหรับการจัดเก็บข้อมูลที่มีค่าขนาดเล็ก DNA สามารถทำงานได้ในปัจจุบัน โดยคิดเป็น 100 MBs" Ceze กล่าว
บริษัทและสถาบันเทคโนโลยี 15 แห่งเมื่อปีที่แล้วได้จัดตั้งพันธมิตรเพื่อพัฒนาการจัดเก็บข้อมูล DNA ไมโครซอฟต์กล่าวว่าได้แสดงให้เห็นถึงระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่สามารถจัดเก็บและดึงข้อมูลจากดีเอ็นเอได้ บริษัทยังได้จัดเก็บข้อมูล 1GB ใน DNA และกู้คืนมา
แต่ Ceze คาดการณ์ว่าจะใช้เวลา 5-10 ปีก่อน DNA จะสามารถแข่งขันกับโซลูชันการสำรองข้อมูลหลัก ๆ เช่น ฮาร์ดไดรฟ์แบบออปติคัลได้ สามปีที่ผ่านมามีความสนใจในเทคโนโลยีเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
"DNA จะไม่มีวันล้าสมัย" Ceze กล่าว "มี 'ช่องว่างอากาศ' ตามธรรมชาติซึ่งเป็นที่ต้องการสำหรับความปลอดภัย [แต่] นี่เป็นคุณสมบัติที่น่าพอใจมากสำหรับการจัดเก็บระยะยาว"
