В основе хранения информации в ДНК лежит идея синтеза длинных цепочек дезоксирибонуклеиновой кислоты с заданными последовательностями оснований, в которых закодированы цифровые данные. Плотность данных при таком подходе на несколько порядков выше, чем у магнитной или полупроводниковой технологий, а срок хранения достигает тысяч лет.
Главная трудность — создать ДНК подходящей структуры и длины. Но благодаря новой технологии, разработанной в Кембриджском университете, это станет так же просто, как собрать конструктор «Лего», пишет Phys.org. Нужно всего лишь смешать, нагреть и охладить.
Чтение данных, сохраненных в парах оснований — тоже дорогой и долгий процесс. Технология секвенирования, которая обычно применяется для этого, прошла большой путь, но все еще в основном полагается на воспроизведение миллиардов копий молекулы, чтобы усилить сигналы белковых взаимодействий.
Существует и альтернативный метод, который позволяет прочесть последовательность в режиме реального времени посредством измерения колебаний ионного тока, возникающего, когда различные пары оснований проходят сквозь нанопоры. Хотя этот способ дешевле и эффективнее, чтение данных из пар оснований в каркасе ДНК все равно отнимает слишком много времени. Однако если хранить данные в концевых отростках, как придумали ученые из команды профессора Ульриха Кейзера, их можно без труда считывать и записывать.
«Я был удивлен, когда понял, что перезапись работает, к тому же настолько быстро, потому что это очень сложно сделать любым другим методом», — сказал он. Следующим шагом ученых будет масштабирование технологии. Скорее всего, для этого придется разработать роботизированные или микрогидродинамические системы.
Не менее перспективной методикой записи данных в области биотехнологий может считаться разработка американских ученых. Им удалось записать три файла с изображениями с помощью смеси сахаров и аминокислот. Ученые поместили тысячи крошечных капель на металлические пластинки, а затем, после их высыхания, декодировали зашифрованную информацию с помощью масс-спектрометра.
