РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Живая память: Бактерии как носитель информации

Китайские ученые научились хранить информацию в колонии бактерий – потенциально такая живая память способна накапливать 90 Гб на 1 г живого веса.
Живая память: Бактерии как носитель информации

Современные электронные носители данных, как известно, приблизились к теоретическому пределу — с помощью тех же технологий, все уменьшая ячейки памяти, вместить больше информации все труднее и труднее. Но тем интересней и актуальней работы, посвященные принципиально иным подходам к той же задаче. Включая и такой оригинальный, как использование в качестве носителей колонии кишечной палочки.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Схематично такую бактериальную систему хранения данных можно описать так. Исходное сообщение (например, 'Popular Mechanics' — 17 символов) переводится в комбинацию цифр в четвертичной системе счисления (каждая буква описывается набором из трех цифр от 0 до 3; в нашем примере это будет 68 цифр — 13001233130013111230120113020200123112111203122012011232122112031303). Эти цифры переводятся в соответствующие кодоны ДНК — таким образом, мы получаем их последовательность (пока на бумаге — вот такую: TGAATCGGTGAATGTTTCGATCATTGACACAATCGTTCTTTCAGTCCATCATTCGCTCCTTCAGTGAG), которая затем с помощью специального алгоритма еще более укорачивается и сжимается. Синтезируется соответствующий фрагмент ДНК, который с помощью вектора вносится в бактериальную клетку. Если он слишком велик, то предварительно придется разбить его на несколько частей, и вносить их в разные клетки по отдельности. Понятно, что считывание данных происходит в обратной последовательности (несколько подробнее с методом можно ознакомиться в этой презентации).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

По словам китайских ученых, занимающихся этой темой, для сохранения с помощью их метода текста американской Декларации независимости (8047 символов), достаточно всего 18-ти бактериальных клеток. Так что потенциал технологии огромен — плотность информации весьма велика. Ведь 1 г бактериальной биомассы содержит порядка 10 млн отдельных клеток — и простейший пересчет показывает, что он способен сохранить ту же декларацию независимости весьма надежно, в количестве порядка 500 млн копий, что соответствует 90 Гб данных.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Конечно, пока подход далек от совершенства, и тем более практического использования. Синтез ДНК — дело пока кропотливое и затратное, как и считывание ее последовательности. Существует и вполне реальная опасность, что наши данные в живых организмах будут мутировать, что приведет к их искажению. Впрочем, китайцы уже предложили вполне практичную сферу применения своей технологии — компании, занимающиеся созданием коммерческих генетически модифицированных бактерий, смогут таким образом ставить на бактериях свое «клеймо» или значок копирайта.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ну а если смотреть на вещи более открыто, то потенциал метода действительно велик. Помимо высокой плотности хранения информации, она предлагает и широту условий, в которых она не теряется. В отличие от электронных компонентов, бактерии более устойчивы к перепадам в окружающей среде — к примеру, небезызвестная бактерия Deinococcus radiodurans (мы писали о ней в заметке «Странная ягода, устойчивая к радиации») обладает удивительной стойкостью к воздействию жесткого излучения и почти нечувствительна к внешним электромагнитным полям. Теоретически, сохраненные в ней наши знания будут способны пережить даже ядерный апокалипсис. И как знать, может, это будет все, что останется от нашей цивилизации.

jabiyev.ismayil
jabiyev.ismayil 20 Января 2011, 11:01
Идеи использования биологических организмов в хранении и обработке данных очень интересные. Надеюсь, в этой области будет прогресс. Несмотря на многие трудности здесь, нет такой проблемы, которую нельзя было бы решить методами, скажем, биоинженерии или другого научного подхода. Но часто камнем преткновения является денежная стоимость и коммерческая окупаемость.
vilisskuja
vilisskuja 17 Января 2011, 10:01
Идея очень перспективная. Но они же будут размножаться, перемещатся и умирать!
Загрузка статьи...