naukanews

Udało się zapisać i odczytać cyfrowe dane w DNA

Pojemność współczesnych cyfrowych nośników danych jest imponująca, ale i tak nie umywa się nawet do tego, co każde z nas ma pod ręką. A właściwie w ręce, nodze i każdej innej części ciała. I nie tylko naszej, bowiem DNA, o którym mowa, jest nośnikiem informacji genetycznej wszystkich organizmów żywych. Badania nad wykorzystaniem go jako nośnika innych danych prowadzone są od dawna, ale teraz naukowcom z University of Washington udało się zakodować z nim cyfrowe pliki.

Co ważniejsze, zakodowane przez nich dane udało się później odczytać. Wyniki ich eksperymentu, który polegał na zapisaniu w DNA oraz późniejszym odczytaniu danych zawierających cztery zdjęcia, zostały przedstawione podczas konferencji naukowej, która odbywała się w tym tygodniu w Atlancie.

Zaprezentowana przez nich metoda zakłada wykorzystanie kodowania Huffmana, jednego ze sposobów na bezstratną kompresję danych, do tego, by cyfrowe dane zawierające przecież same zera i jedynki, przedstawić w formie czterech nukleotydów – adeniny, tyminy, guaniny oraz cytozyny. Opracowany w ten sposób obraz cyfrowych plików został następnie przedstawiony za pomocą nici syntetycznego DNA, do którego dodane zostały też specjalne markery ułatwiające odczyt.

Dzięki nim wiadomo było, w którym miejscu znajdują się zakodowane w DNA pliki. Później wystarczy już tylko odkodować kombinacje nukleotydów przy pomocy wspomnianego wyżej kodowania i można pochwalić się plikami. A konkretnie zdjęciami: kota, opery w Sydney oraz wizerunkiem małpki.

A przynajmniej tak wygląda to w teorii, ponieważ w praktyce cały proces zapisania i odczytania czterech plików graficznych wymagał specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego, współpracy zespołu naukowców i znacznych nakładów finansowych. Po co więc cały trud kodowania danych w DNA?

Odpowiedź jest prosta – jest to bardzo pojemny nośnik danych. Przykładowo, w jądrze jednej ludzkiej komórki przechowywane jest około sześciu miliardów par nukleotydów, co odpowiada około 1,5 GB danych. Opanowanie zapisywania cyfrowych danych przy pomocy DNA pozwoliłoby na magazynowanie niesamowitych wręcz ich ilości. Jak szacują naukowcy z University of Washington, jeśli kropla różowego płynu znajdująca się w próbówce na zdjęciu powyżej w całości wypełniona byłaby danymi zapisanymi w DNA, można byłoby w niej przechować 10 terabajtów danych. Zanim jednak będzie to możliwe, technologia ich zapisu i odczytu musi zostać jeszcze zautomatyzowana i znacznie udoskonalona.

Zdjęcie: Univeristy of Washington


podobne treści