Новая техника хранения данных в ДНК: высокая точность и эффективность
Междисциплинарная группа исследователей разработала новую технику хранения информации в ДНК с беспрецедентной точностью и эффективностью. В качестве демонстрации в ДНК был закодирован текст «Волшебника страны Оз» на эсперанто.
Ключевое нововведение — алгоритм кодирования, который позволяет точно извлекать информацию даже при частичном повреждении цепей ДНК во время хранения.
Почему это важно? ДНК как носитель информации обладает огромными преимуществами:
- Эффективность: ДНК примерно в 5 миллионов раз эффективнее современных методов хранения.
- Компактность: Одна миллилитровая капля ДНК может хранить объем данных, сравнимый с двумя заполненными серверами супермаркетами Walmart.
- Долговечность: ДНК может храниться при комнатной температуре сотни тысяч лет и не требует систем охлаждения.
Главная проблема ДНК — ошибки в виде вставок или делеций (вставок или удалений нуклеотидов), которые смещают всю последовательность, в отличие от «пропусков» в компьютерном коде.
Решение исследователей:
- Вместо простого повторения данных 10-15 раз информация структурируется как решётка, где каждый фрагмент усиливает другие. Это позволяет считывать данные однократно.
- Разработанный язык кодирования избегает участков ДНК, склонных к ошибкам или сложных для чтения.
- Параметры языка могут адаптироваться под тип хранимой информации (например, текст или финансовый отчёт).
Испытание: Чтобы продемонстрировать устойчивость метода, закодированный текст подвергли воздействию высоких температур и экстремальной влажности. Несмотря на повреждение цепей ДНК, вся информация была успешно декодирована.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.