Вся информация мира в нескольких литрах ДНК
За последние несколько лет ученые расшифровали геномы мамонтов и лошади возрастом 700 000 лет, используя фрагменты ДНК, извлеченные из окаменелостей. ДНК определенно сохраняется намного дольше, чем организмы, для которых она несет в себе генетические коды. Компьютерные ученые и инженеры давно мечтают обуздать миниатюрность и устойчивость ДНК для хранения цифровых данных.
Они хотят закодировать все эти нули и единицы в молекулы А, C, G и T, которые образуют винтовую лестницу полимера ДНК — и достижения этого десятилетия в сфере синтеза и секвенирования ДНК привели к серьезному прорыву. Недавние эксперименты показали, что однажды мы сможем закодировать всю цифровую информацию мира в нескольких литрах ДНК — и прочитать ее заново спустя тысячи лет.
Интерес со стороны Microsoft и других технологических компаний повышает напряжение в этой сфере. В прошлом месяце Microsoft Research заявила, что заплатит стартапу в области синтетической биологии Twist Bioscience энную сумму, чтобы создать 10 миллионов цепочек ДНК, разработанных компьютерными учеными компании Microsoft для хранения данных. Ведущий производитель памяти Micron Technology также финансирует исследования хранения данных в ДНК, чтобы определить, может ли система на основе нуклеиновой кислоты расширить пределы электронной памяти. Этот приток денег и интереса может постепенно снизить непомерные затраты и сделать хранение данных в ДНК возможным уже через десять лет, говорят исследователи.
Люди сгенерируют более 16 триллионов гигабайт цифровых данных к 2017 году, и большую часть этого нужно будет архивировать. Юридические, финансовые и медицинские данные, а также, конечно, мультимедийные файлы. Сегодня данные хранятся на жестких дисках, оптических дисках в энергоемких дата-центрах размером со склад. В лучшем случае эти данные хранятся тридцать лет, в худшем — несколько. Кроме того, как говорит компьютерный архитектор Microsoft Research Кэрин Штраус, «мы производим намного больше данных, чем успевает индустрия по производству устройств для их хранения, и прогнозы показывают, что этот разрыв будет расти».
А теперь добавим ко всему этому ДНК. Она живет столетия, если держать ее в сухом холодном месте. Теоретически с ее помощью можно упаковать миллиарды гигабайт данных в объем кубика сахара. Магнитные ленты, плотнейшая из современных среда хранения данных, умещают 10 гигабайт в том же объеме пространства. «ДНК — это невероятно плотный, прочный и энергонезависимый носитель данных», говорит Ольгица Миленкович, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн.
Все потому, что каждая из четырех строительных молекул — аденин (А), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T) — занимает кубический нанометр в объеме. Используя систему кодирования — скажем, в которой А представляет биты «00», C представляет «01» и так далее — ученые могут брать ряды нулей и единиц, образующих цифровые файлы с данными, и создавать цепочку ДНК, содержащую снимок или видео. Разумеется, настоящая методика кодирования куда сложнее, чем мы тут вам написали. Синтез дизайнерской цепочки ДНК — это процесс записи данных. Затем ученые могут прочитать их, секвенируя цепочки.
Генетик Гарвардского университета Джордж Черч основал эту область исследований в 2012 году, закодировав 70 миллиардов копий книги — один миллион гигабит — в кубическом миллиметре ДНК. Годом позже ученые из Европейского института биоинформатики показали, что могут прочитать, без единой ошибки, 739 килобайт данных, заключенных в ДНК.
В прошлом году несколько команд ученых продемонстрировали полностью функционирующие системы. В августе ученые E.T.H Zurich инкапсулировали синтетическую ДНК в стекло, подвергли условиям, моделирующим истечение 2000 лет, и полностью восстановили закодированные данные. Параллельно с этим, Миленкович и ее коллеги сообщили о сохранении страниц Википедии силами шести американских университетов в ДНК и — предоставив последовательностям специальные «адреса» — выборочно прочитали и отредактировали части написанного текста. Случайный доступ к данным очень важен, чтобы избежать необходимость «секвенировать целую книгу, чтобы прочитать один только параграф», говорит Миленкович.
В апреле Штраус и ученые Джорд Силиг и Луис Цезе из Вашингтонского университета сообщили о том, что смогли записать три файла изображения, каждый в несколько десятков килобайт, в 40 000 цепочек ДНК, используя собственную схему кодировки, а после считать их в индивидуальном порядке, не допустив ошибок. Работу они представили в апреле на конференции Ассоциации по электронно-вычислительной технике. С помощью 10 миллионов цепочек, которые Microsoft покупает у Twist Bioscience, ученые планируют доказать, что данные ДНК можно хранить в куда более широких масштабах. «Наша задача — продемонстрировать конечную систему, в которой мы кодируем файлы ДНК, синтезируем молекулы, храним их в течение длительного времени, а затем восстанавливаем, секвенируя ДНК, — говорит Штраус. — Начинаем с битов и возвращаемся к битам».
Производитель памяти Micron изучает ДНК в качестве посткремниевой технологии. Компания финансирует работу Черча и ученых Университета штата Айдахо, чтобы создать безошибочную систему хранения в ДНК. «Рост стоимости хранения данных будет стимулировать альтернативные решения, и хранение в ДНК является одним из самых перспективных решений», говорит Гуртей Санду, директор отдела развития перспективных технологий в Micron.
Ученые пока еще ищут способы уменьшения количества ошибок в кодировании и декодировании данных. Но основные части технологии уже на местах. Так что же мешает нам перейти от хранилищ данных размером с обувную коробку до стеклянных капсул с ДНК? Стоимость. «Процесс записи в миллион раз дороже», говорит Силиг.
И вот почему: создание ДНК включает нанизывание молекул нанометровых размеров одну за одной с высокой точностью — это непростая задача. И хотя стоимость секвенирования упала из-за быстро развивающегося спроса на эту услугу, синтез ДНК не имел подобного драйвера на рынке. Миленкович заплатила около 150 долларов, чтобы создать ряд из 1000 синтезированных нуклеотидов. Секвенирование миллиона нуклеотидов стоит около цента.
Интерес к хранению данных от Microsoft и Micron может быть именно тем импульсом, что необходим для начала снижения расходов, говорит Силиг. Умная инженерия и новые технологии вроде микрофлюидики и нанопорового секвенирования ДНК, которые помогают уменьшить и ускорить процесс, также будут способствовать продвижению. Сейчас уходит несколько часов, чтобы секвенировать несколько сотен пар нуклеотидов — и дни на их синтез — используя кучу оборудования. Хотелось бы проводить все это в небольшой коробке, иначе преимущество плотности хранения данных будет потеряно.
Если все получится, Штраус воображает появление компаний, предлагающих услуги по хранению архивных ДНК в течение следующего десятилетия. «Вы сможете открыть браузер и загрузить файлы на их сайт или забрать свои байты обратно, как с облаком», говорит она. Или можно будет купить диск ДНК вместо жесткого диска.
http://hi-news.ru/science/odnazhdy-my-smozhem-zakodirovat-vsyu-informaciyu-mira-v-neskolkix-litrax-dnk.html
Последние аномальные новости

Ведьму арестовали за неосторожное обращение с огнем

Вода сохранялась в марсианском кратере намного дольше

Вторжение яйцевидных НЛО в окрестностях Левелленда

Голубые сверхгиганты образовываются из слияния двух звезд

Домашние роботы со здравым смыслом

Есть места, куда сталкеры боятся ходить

Жизнь можно обнаружить в отдельном инопланетном зерне

Инопланетяне приглядывают за атомными станциями Индии

Как и когда можно увидеть дьявольскую комету

Люди скоро превратяться в Боргов

Миссия по сбору ресурсов с астероида Апофис

НЛО замечен над атомной станцией в Тамилнаду

Обнаружен потенциально обитаемый водный мир

Планетарный каннибализм распространен среди звезд

Половина всех менеджеров стремятся заменить работников ИИ

Полупроводниковые волокна для одежды людей

Рождение и смерть гигантских звезд

Тайна врат в Ад Иераполиса

Темная материя может образовывать звезды

Элитные коммандос обнаружили НЛО

Жители острова Пасхи посещали Южную Америку

Загадка образования первых галактик

Загадочный проект 'Синий луч' в действии

Замаскированный НЛО замечен над Португалией

Изучение экзотических звездных явлений

Космический телескоп распутал историю нашей галактики

Марсианский вертолет мог бы стать бортовым геологом

НЛО замечен над Южной Африкой

НЛО летают над атомными электростанциями Индии

Новый троянский астероид нашли на орбите Марса

Обнаружены четыре новых экзотических белых карлика

Понимание коррозии позволяет создавать новые металлы

Сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий

Секреты пояса Ван Аллена раскрыты

Стареющие коричневые карлики становятся одинокими

Таинственный свет в небе над Сан-Антонио

Темная материи поможет понять эволюцию галактик

Уфологи могут научить нас политической паранойе

Элитные коммандос захватили НЛО

Японский летчик-истребитель рассказал о НЛО

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды

Выявили лучшие места в США для обнаружения НЛО

Инопланетяне дали нам план Стоунхенджа

Инопланетяне используют невероятные технологии

Культурная площадь в Розуэлле примет уфо-фестиваль

НЛО вблизи ядерных установок ставят экспертов в тупик

НЛО замечен над поверхностью Луны

Оборона землян будет быстро подавлена инопланетянами

Общественный колледж Портленда предлагает курс по НЛО

Одна из дюжины звезд поедает свои планеты

Официальные лица США ничего не знают о НЛО

Планетологи пытаются оценить толщину льда на Европе

Поиски обломков рейса MH370 дали новую надежду

Пришло время изучить лунные лавовые трубки

Самые паранормальные места в Нью–Йорке

Строительные блоки жизни стабильны в условиях Венеры

Уинстон Черчилль скрывал информацию об НЛО

Уфологи устремились на юг Франции

Фестиваль НЛО пройдет в апреле в Эдинбурге

Шведский архив регистрирует паранормальные явления

Автокресло

Влияние накрутки реакций в Telegram на контентную стратегию. Анализ и рекомендации

Астрофизики дадут подсказку в поисках темной материи

Более 1500 наблюдений НЛО над Великобританией за 4 года

Британский взгляд на внешность инопланетян

В Великобритании замечено почти 2000 наблюдений НЛО

ИИ ChatGPT является очень эффективным инструментом

Как были сделаны татуировки ледяного человека Эци

Как, по мнению британцев, выглядят инопланетяне

Китай может начать атаку на США с Луны

Китай строит ядерный космический двигатель

Люди изменили свои суждения под воздействием ИИ

Наблюдения НЛО в районе Тиссайда

Наблюдения НЛО над Ноттингемширом за последние три года

Намеки на третью планету системе PDS 70

Начались продажи электрических летающих такси

Нашли одну из древнейших звезд

Один астероид создал более 2 млрд вторичных кратеров

Пентагон усердно скрывает информацию об НЛО

Плавающие кристаллы замедляют старение звезд

Планетарная геофизика поможет в поиске инопланетян

Последние наблюдения НЛО в Лестершире

Почему миллиардеры по всему миру строят бункеры

Рентген показал каменного младенца внутри женщины

Робот, который выполнил сальто назад без гидравлики

Сбитый с толку астроном заметил НЛО над Луной

Следующий имплант Neuralink подарит зрение слепым

Собираются создать лунную железную дорогу

Создали импульсный двигатель на водяном топливе

У людей с гаванским синдромом не выявили повреждений мозга

Флотилия НЛО замечена над горой Шаста

Эра ИИ наступит быстрее, чем мы думали

Анализ может привести к изменению парадигмы о НЛО

Более 1500 наблюдений НЛО над Англией за 4 года

В Башкирии заметили падение с неба светящегося шара

Вампиршу XVI века похоронили с кирпичом в зубах

Детей из Зимбабве мучает полтергейст

Екатеринбуржцы увидели НЛО в облаках над городом

Жительница Эдинбурга заметила дискообразный НЛО

Загадка Безумного камня

Йог 22 года медитирует на жутком холоде

Как мы будем с ними разговаривать с инопланетянами

Легендарная подземная школа чернокнижников

Мы увидим полностью созданные ИИ игры через 5-10 лет

Наблюдения НЛО в Англии с 2020 года

Наблюдения НЛО над Мерсисайдом

Наркомана убила статуя Будды

НАСА обнаружит жизнь на Европе к 2030 году

Нечто с длинной шеей попал на камеру наблюдения

НЛО пролетает над поверхностью Луны

НЛО сбили в бразильском городе Пау Гранде

Новые изображения дьявольской кометы

Новые необычные наблюдения НЛО в районе Ковентри

ООН приняла эпохальную резолюцию по ИИ

Полемика вокруг загадочных сферул не утихает

Процедуры отчетности о НЛО и утилизации материалов

Рост числа государственных служащих-роботов

Самые реалистичные сценарии Апокалипсиса

Ужасающее заболевание - синдром лица демона

Что предсказал Нострадамус России

Штаты США, где вы будете похищены инопланетянами

Эволюция мозговых чипов

Бетти Андреассон провела у пришельцев несколько часов

Где в США лучшее место, чтобы увидеть НЛО

Загадочный космонавт Солуэй Ферт

Интерактивная карта НЛО в Великобритании

Истинно верующие атаковали бывшего главу AARO

Историческая уфологическая хроника

Лучшее место для встречи с инопланетянами

Не ждите правды от правительства США о НЛО

Несколько НЛО были замечены над Орегоном

Нефтянник заметил НЛО в форме тарелки

НЛО заметили в штате Миннесота

НЛО над фермой в Орегоне

НЛО украл шесть дней из жизни Трэвиса Уолтона

Офицер полиции Лонни Замора заметил НЛО

Парень заметиил НЛО прежде чем они растворились

Первая трансплантация ГМ-почки свиньи пациенту

Похищение Бетти и Барни Хилл одно из самых странных

Сексуальные эксперименты инопланетян над землянами

Тайна наблюдений НЛО вблизи ядерных объектов

Уфологи терроризируют бывшего директора AARO

Азиатская Зона 51 проводит фестиваль

Астероид изменил форму после удара зонда землян

Вы когда-нибудь сталкивались с инопланетянами в Айдахо

Изменяющий форму НЛО замечен над Бирмингемом

ИИ комментирует теории заговора о Кеннеди

ИИ может заменить умерших близких людей

ИИ становится волком с Уолл-стрит

Масштабная уфо-конференция все ближе

Модель Эбби Клэнси боится инопланетян

Нашли лучшее место для наблюдений НЛО в США

НЛО в форме тарелки парил над нефтяной вышкой

Одержимая женщина помочилась черным

Пациент Neuralink с параличом конечностей играет в шахматы

Похищение в Паскагуле покажут на Netflix

Почему так много людей все еще верят в НЛО

Сверхпроводимости при комнатной температуре не существует

Уфологи собрались у офиса Чака Шумера в Нью-Йорке

Уфологи устремились в тихий город Лимож

Уфологическая неделя на британском ТВ

Я вырос, мучимый злыми демонами, теперь я экзорцист

Быстрые займы онлайн

Аватар никогда не будет лгать или будет

Адмирал ВМС видел секретные файлы об НЛО

Водород обеспечивал энергию при зарождении жизни

Высокоскоростная камера зафиксировала полет НЛО

Добровольцы обнаружили 15 редких активных астероидов

Инопланетяне более чем реальны

Как Земля остается пригодной для жизни

Может ли земная жизнь выжить у красного карлика

Наблюдения НЛО в Арканзасе

Нам следует изучать на неопознанные подводные объекты

Нейтринный фон мог бы многое рассказать нам о Вселенной

Нехватка воды приводит к образованию кругов фей

НЛО замечен над Лас-Вегасом и горой Спирит

Оператор нефтяной вышки заметил НЛО

Опубликована карта активных черных дыр

Песчаные дюны Титана состоят из разбитых маленьких лун

Сколько времени потребуется, чтобы обойти Марс

Таинственные звери Японии. Жуткие ползающие твари

Тайна сознания. Чего может достичь наука

Уфо-конференция стоимостью 160 фунтов за билет

Британский спецназ обнаружил сбитый НЛО

Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории

Где замечали рейс MH370 на картах Google

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика