В течение многих лет ученые работали над методами записи данных в ДНК, которые, в случае успеха, могли бы полностью изменить современные информационные технологии, снизив риск кибератак или уничтожения носителей информации — жестких дисков или книг. Однако, несмотря на все усилия, процесс записи данных в ДНК остается дорогим и долгим.
Методика, разработанная группой химиков и специалистов по автоматизации и масс-спектрометрии под руководством Брайана Кафферти, дешевле и менее трудоемкая.
В ее основе — технология сортировки молекул по их массе при помощи ионизации. «Мы решили исследовать стратегию, лежащую вне области биологии, — рассказал Кафферти изданию Motherboard. — Вместо этого мы обратились к органической и аналитической химии и разработали подход, при котором для кодирования информации используются маленькие, легкие молекулы».
Ученые взяли молекулы олигопептидов, состоящие из разного количества аминокислот. Эти молекулы меньше ДНК и требуют меньше времени на синтезирование. В основе процесса — металлическая плата с 384 крошечными углублениями, в которых помещаются различные комбинации олигопептидов, представляющие один бит информации. Так возникает бинарная система — если в углублении есть определенный олигопептид, это единица, если нет — ноль. Для записи информации ее перевели в восьмибитный код ASCII.
Чтение информации происходит при помощи масс-спектрометрии: прибор считывает имеющиеся олигопептиды и определяет их массу. Такой способ позволил ученым записать, сохранить и прочесть 400 кБ данных, в том числе конспект лекции, фотографию и картину.
Примечательно, что олигопептиды могут оставаться в стабильном состоянии тысячи лет, а занимают места даже меньше, чем ДНК. Ученые подсчитали, что всю Нью-йоркскую публичную библиотеку можно сохранить в чайной ложке белка.
Средняя скорость записи — 8 бит в секунду, чтения — 20 бит в секунду. Точность составляет 99,9%.
Канадским ученым удалось год назад уменьшить плотность хранения данных на атомарных носителях сразу в 1000 раз. Такая технология позволит уместить на миниатюрном диске размером с монету десятки миллионов песен.
