MY.UAНовости
ДНК вместо чипа. Топ-3 достижений ученых в сфере хранения данных в макромолекулах
ДНК вместо чипа. Топ-3 достижений ученых в сфере хранения данных в макромолекулах

ДНК вместо чипа. Топ-3 достижений ученых в сфере хранения данных в макромолекулах

Сможем ли мы почувствовать себя героями "Матрицы"? Или зеттабайты информации будут храниться в чашка Петри? Фокус попытался найти ответы на эти вопросы.

Недавно мы сообщали о том, что компания Microsoft презентовала молекулярный контроллер, позволяющий в 1000 раз увеличить скорость загрузки данных в макромолекулу ДНК. Однако, это не единственное достижение в данной сфере. Как сообщает издание interestingengineering.com, в течение этого и предыдущего месяцев несколько исследовательских институтов заявили о новых наработках, которые по мнению ученых, ускорят развитие и применение на практике технологии записи и хранения информации на "органических серверах".Фокус расскажет о каждом исследовании подробно.

Чип из молекулы ДНК: в 100 раз улучшит технологию хранения данных

Ученые из Технологического исследовательского института Джорджии (США) на днях заявили о том, что им удалось многократно улучшить технологию хранения данных в ДНК, сообщает BBC News. Добились они таких результатов путем выращивания уникальных цепей ДНК по одному "строительному блоку" за раз. "Эти "строительные блоки" еще называют основаниями, которые состоят из аденина, цитозина, гуанина и тимина", — пишет СМИ. "Основания используются для кодирования информации при помощи двоичного кода (0 и 1)".

Существуют различные потенциальные способы хранения информации в ДНК. Например, "ноль" в двоичном коде может быть представлен аденином или цитозином, а "единица" — гуанином или тимином. В качестве альтернативы, 1 и 0 можно сопоставить только с двумя из четырех баз.

Структуры на чипе, используемые для выращивания ДНК, называются микролунками и имеют глубину в несколько сотен нанометров. Прототип микрочипа имеет площадь около 2,5 см и включает в себя несколько микролунок, что позволяет синтезировать несколько цепей ДНК параллельно. В дальнейшем можно будет вырастить большее количество ДНК за более короткий промежуток времени.

"Поскольку это прототип, еще не все его микролунки подключены, а потому общий объем данных ДНК, который может быть записан с помощью этого конкретного процессора, пока что меньше, чем тот, который могут уместить коммерческие чипы", — говорится в материале.

Соавтор исследования доктор Николас Гиз пояснил, что когда устройство доработают, оно будет способно на большее. Пока что рекорд хранения цифровых данных ДНК составляет около 200 МБ, при этом процесс записи длится около 24 часов. Но новая технология даст возможность записывать в 100 раз больше данных за то же время, а также снизит затраты, благодаря чему появятся клиенты и технологию переведут на коммерческие рельсы.

Твердотельное устройство для хранения данных ДНК

"Под руководством Лю Хуна, профессора Юго-Восточного университета в провинции Цзянсу (Китай), команда ученых разрабатывает новый процесс, включающий КНР в гонку за первенство в создании массового устройства для хранения ДНК", — пишет медиа techradar.com, ссылаясь на ИА "Синьхуа".

В комментарии изданию China Daily профессор Лю сказал, что его команда смогла объединить две технологии — синтез ДНК и секвенирование. Данная интеграция упростит процессы работы с макромолекулой при занесении информации, уверены исследователи.

Пока что, используя новый метод, Лю и его команда смогли закодировать и расшифровать только несколько слов, но ученые не собираются останавливаться на достигнутом. Они собираются избавиться от жидких реагентов, чтобы в итоге получить твердотельные устройства хранения данных ДНК (SSDS), которые, как и их аналоги на твердотельных накопителях (SSD), будут более устойчивыми к ударам и другим воздействиям окружающей среды. По задумке, SSDS будут универсальным и пластичным устройством. Подробности касательно того, какие материалы будут использованы при создании устройств ученые не раскрывают.

Запись информации "в пробирке"

Ученые из Центра синтетической биологии Северо-Западного университета (США) разработали новый метод записи информации в ДНК "в пробирке". Он основан на ферментативной системе, сообщает technologynetworks.com. Исследователи пишут, что достичь этого удалось благодаря свойствам ДНК-полимеразы, известной как терминальная дезоксинуклеотидилтрансфераза, или TdT.

Кодирование информации происходит следующим образом: добавляя код к концу нити ДНК, значение "1" присваивается тем областям, где присутствует кобальт, а "0" — к тем, где он отсутствует. Когда ДНК считывается для декодирования информации, если в области присутствует много оснований аденина, это записывается как "1". Если присутствует много оснований гуанина, это записывается как "0".

Что дает данный метод? Адаптивность, прежде всего: когда меняется окружающая среда, изменяется и состав синтезируемой цепи ДНК. Средняя скорость включения нуклеотидов при этом используется как "отметка времени", чтобы точно указать, когда произошло изменение окружающей среды.

Важно Эра зеттабайтов. Microsoft разработала новый метод записи и чтения информации в формате ДНК

Как пояснили ученые, химический синтез ДНК требует последовательного добавления химикатов, а затем их смывания перед добавлением следующего химического вещества. И вот эта "промывка" замедляет процесс записи информации. Так вот новый метод не требует промывок, потому что все необходимые реагенты наносятся в виде смеси, а свойства ДНК-полимеразы обратимо модулируются. Команда смогла записать 3/8 байта информации за один час и теперь работает над ускорением процессов.

"Цифровое изображение состоит из миллионов байтов, и для его чтения и записи на жесткий диск требуется доли секунды. Распараллеливание на миллионы нитей ДНК позволит значительно увеличить и ускорить хранение данных, но мы собираемся устранить технические препятствия, чтобы увеличить количество байтов и сократить время записи одной цепочки ДНК", — сообщили исследователи.

Возможно, мы сами сможем стать носителями дополнительной информации, записанной в наши ДНК

Зачем записывать информацию в ДНК

Магнитные жесткие диски, которые мы сегодня используем для хранения данных, занима.n много места. И их нужно со временем заменять на новые. Использование альтернативного ДНК-носителя информации для резервного копирования данных, генерируемых всеми людьми, позволило бы архивировать огромные объемы информации в крошечных молекулах. По словам ученых, они смогут храниться тысячи лет, и при этом "аппаратура" не будет требовать ремонта или замены.

Однако процесс записывания и считывания стоит очень дорого. Если ученые смогут снизить стоимость этой технологии и сделают ее конкурентоспособной, то она станет весьма популярной. Ею смогут воспользоваться библиотеки, архивы, разные организации и службы. Например, если отформатировать каждый фильм, который когда-либо был снят, то вся собранная информация могла бы уместиться в объеме, меньшем, чем кубик сахара. Более того, он привлекает своей экологичностью, ведь в работе всех процессов электричество не используется (разве что для освещения лабораторий и обеспечения работы специального оборудования).

"Хранилище информации в виде ДНК вселяет надежду на то, что компьютерная индустрия, наконец, сможет решить проблему экспоненциального стремления человечества к хранению данных. Хранилище ДНК может предложить плотность хранения более 1 эксабайта на кубический дюйм, то есть 9 зеттабайт информации (один зеттабайт составляет один триллион гигабайт, — ред.), и все это хранится в пространстве небольшого холодильника", — пишет interestingengineering.com.

Учитывая, насколько компактен и надежен такой метод, неудивительно, что в настоящее время существует широкий интерес к ДНК как к средству для архивирования данных, которые необходимо хранить неопределенный срок. А что касается внесения новых данных в ДНК живого человека, то до этого еще далеко, ведь пока что ученые не стабилизировали все процессы так, чтобы окружающая среда на них не влияла, да и универсальная смесь реагентов, как мы писали выше, еще в разработке.

Теги по теме
Технологии
Поделиться
Поделиться сюжетом
Источник материала
У Чернівцях концертом відзначили 55-річчя пісні «Червона рута»
УкраинФорм
2025-09-13T22:00:38Z
У Києві вручили кінопремію "Золота дзиґа": звинуваченого в об'юзі Темляка нагородили
GlavRed
2025-09-13T21:27:50Z
«Золоту дзиґу» отримав актор Констанин Темляк, якого звинуватили в психологічному та фізичному насильстві
Детектор М
2025-09-13T21:21:03Z
Шалено дратує, – зірка "Малевича" про те, якою мовою спілкуються актори за лаштунками
24tv
2025-09-13T20:42:43Z
Зеленський відзначив держнагородами діячів українського кіно
ГЛАВКОМ NET
2025-09-13T20:21:47Z
Оголошено переможців кінопремії «Золота дзиґа». Найкращий фільм — «Будинок «Слово». Нескінчений роман»
Детектор М
2025-09-13T20:03:58Z
Сергій Притула показав підрослих доньок: що відомо про його сімʼю
Фокус
2025-09-13T19:57:32Z
5 шедеврів українського художнього кіно
24tv
2025-09-13T19:18:10Z
"Не вийшло навіть в росіян": Розовий жорстко відреагував на інтервʼю ексдружини
Фокус
2025-09-13T18:57:48Z
США скасовують програму звітності про забруднення повітря
InternetUA
2025-09-13T21:21:15Z
Данія виділить $375 млн на відновлення України
iPress
2025-09-13T21:12:58Z
Україна отримає $246,5 млн позики від Світового банку на післявоєнне відновлення
iPress
2025-09-13T21:12:05Z
У Польщі відбувся збій у системі безготівкових платежів
24tv
2025-09-13T20:57:48Z
Прямий рейс через три континенти: за кілька тижнів запускають найдовший авіапереліт у світі
TSN
2025-09-13T20:06:19Z
Чи можна спиляти гілки сусіднього дерева, які зайшли на вашу територію
24tv
2025-09-13T19:54:54Z
Зарплат вистачає тільки на їжу: Попенко пояснив, як чиновники жирують на тлі бідних українців
Хвиля
2025-09-13T19:45:42Z
Дефіцит овочів у Харківській області: чому ситуація на ринку може змінитися
Политека
2025-09-13T19:30:08Z
Комуналка з 1 жовтня: скільки українці заплатять за газ, світло та воду
Хвиля
2025-09-13T19:00:57Z
Наслідки критичні, – Клименко про скандал із законами про НАБУ і САП
24tv
2025-09-13T22:03:37Z
Війна, день 1298. Трамп назвав умову для санкцій проти рф та повітряна загроза в Польщі й Румунії
Football.ua
2025-09-13T22:00:53Z
Війна закінчилася б завтра, якби Китай припинив підтримку Росії - Келлог
УкраинФорм
2025-09-13T21:33:16Z
"Ми надзвичайно близькі": Келлог зробив гучну заяву щодо завершення війни
GlavRed
2025-09-13T21:27:13Z
Керівник САП розповів про те, що загальмувало діяльність антикорорганів
ZN UA
2025-09-13T21:21:33Z
Президент США поставив умови для нових санкцій проти росії
iPress
2025-09-13T21:12:59Z
Польща підняла авіацію і закрила аеропорт Любліна – через БпЛА над Україною
Европейская правда
2025-09-13T21:12:58Z
Генасамблея ООН проголосувала за декларацію щодо принципу "двох держав"
iPress
2025-09-13T21:12:41Z
Атаки українських дронів спричинили масштабні відключення інтернету в росії
iPress
2025-09-13T21:12:39Z
На Київщині пролунали вибухи, ймовірно, горить нафтогазова база
ГЛАВКОМ NET
2025-09-13T21:39:07Z
Щонайменше 10 вибухів чули на Київщині: там може горіти нафтогазова база
24tv
2025-09-13T21:27:25Z
Поштова наркосхема: киянка фасувала метадон у конверти та продавала онлайн
InternetUA
2025-09-13T21:24:35Z
Під Києвом пролунали десятки вибухів без оголошення повітряної тривоги: що відомо на зараз
Фокус
2025-09-13T21:21:05Z
У центрі Івано-Франківська двоє п’яних молодиків побили нацгвардійця
FaceNews
2025-09-13T20:48:24Z
На Волині з літака впав боєприпас на житловий будинок, повністю знищив
FaceNews
2025-09-13T20:18:11Z
Чоловік зливав у Viber місця перебування ТЦК — що вирішив суд
InternetUA
2025-09-13T19:33:29Z
Унаслідок авіаудару в Інгульці на Херсонщині загинула жінка, ще п'ятеро поранені
УкраинФорм
2025-09-13T18:36:42Z
СБУ вдарила по російському нафтопорту: два танкери тіньового флоту пошкоджені
iPress
2025-09-13T17:45:46Z
НАТО розпочало масштабне перекидання військ до Литви рамках навчань
ZN UA
2025-09-13T21:18:05Z
З Воздвиженням Хреста Господнього 2025: теплі привітання у картинках, прозі й віршах
24tv
2025-09-13T21:12:17Z
У Польщі рекордна кількість добровольців записується на військові навчання через загрозу з боку росії – Reuters
iPress
2025-09-13T21:12:10Z
ЗСУ збили російський БПЛА "Орион" вартістю мільйони доларів: подробиці
Фокус
2025-09-13T21:09:30Z
Українці отримають від Данії грошову допомогу на житло та "фінансову подушку": кому виплатять
Хвиля
2025-09-13T21:03:44Z
14 вересня: яке сьогодні свято, традиції та заборони
ГЛАВКОМ NET
2025-09-13T21:00:00Z
Російський НПЗ “Башнафта” в Уфі атакували безпілотники ГУР — ЗМІ
ZN UA
2025-09-13T20:48:42Z
Келлог: Українці – світові лідери в галузі дронів, США та інші країни відстають
Лига
2025-09-13T20:33:54Z
Раніше тут мешкала еліта, а тепер панує розруха: яка історія криється за схожим на палац будинком у Львові
Telegraf
2025-09-13T20:21:37Z
Українців лікуватимуть безкоштовно: які медпослуги та операції оплатить держава
Знай
2025-09-13T17:36:06Z
Україна до кінця вересня завершить скринінг, Молдова впорається раніше
Европейская правда
2025-09-13T17:22:35Z
Ющенко влаштовує диверсії? У Дагестані чоловіки платять гроші за бджолиний укус у "делікатне місце"
Telegraf
2025-09-13T14:21:10Z
Як діє гарячка: коли збивати температуру, а коли дозволити організму боротися
GlavRed
2025-09-13T13:27:56Z
Одна повсякденна звичка збільшує ризик геморою на 46%
24tv
2025-09-13T13:09:07Z
Що найбільше старить організм: дієтологи назвали один продукт, який запускає невідворотний процес
TSN
2025-09-13T12:33:10Z
Розкрито секрет правильного і швидкого приготування цибулі: потрібен один незвичайний інгредієнт
Фокус
2025-09-13T12:30:06Z
Розкрито всю правду про «Мівіну»: що додають у вермішель і навіщо
GlavRed
2025-09-13T11:27:44Z
Календар краси на другу половину вересня 2025 року: коли робити процедури
Фокус
2025-09-13T11:12:33Z
Великі автовиробники Ford, GM та Stellantis перераховували мільярди Tesla та Rivian до втручання Трампа
Топ Жир
2025-09-13T21:36:21Z
"З'їдять" усі гроші - автомеханік назвав найгірші вживані автомобілі
GlavRed
2025-09-13T20:27:39Z
Німеччина нарешті знайшла свій дизайнерський шлях чи досі блукає в пошуках?
Топ Жир
2025-09-13T19:51:03Z
Новий BMW 3-серії вперше помітили на дорожніх тестах
AutoCentre
2025-09-13T18:13:21Z
Електричні дверні ручки під прицілом у всьому світі після смертельних аварій електромобілів
Топ Жир
2025-09-13T18:06:09Z
Як у США розпочався випуск дизельних легковиків
AutoCentre
2025-09-13T16:07:57Z
120 доларів за заміну оливи? Дякую, ні, краще сам це зроблю за 6000
Топ Жир
2025-09-13T14:51:29Z
Компанія Otokar вироблятиме автобуси Mercedes-Benz
AutoCentre
2025-09-13T14:07:27Z
Четверта та п’ята серії знижують продажі Megan, але Renault готує щось нове
Топ Жир
2025-09-13T10:51:46Z
На фронті - 158 зіткнень, ЗСУ знешкодили понад 140 окупантів на Покровському напрямку
УкраинФорм
2025-09-13T21:33:22Z
Студентів з ТОТ відправляють на «практику» до Росії на військові заводи - Центр нацспротиву
УкраинФорм
2025-09-13T21:27:09Z
ГШ: Росія 39 разів штурмувала Покровський напрямок
1News
2025-09-13T21:18:01Z
Гороскоп на 14 вересня: Дівам - несподівані зміни, Скорпіонам - нові шляхи
FaceNews
2025-09-13T20:33:22Z
Новий графік руху транспорту в Чернігові: як тепер будуть їздити автобуси та тролейбуси
Политека
2025-09-13T20:00:14Z
"У людини дуже добре серце": незвичайний чоловік зі Львова привернув увагу мережі
Telegraf
2025-09-13T18:09:47Z
Внаслідок ворожих атак в Нікопольському районі постраждали пʼятеро людей
УкраинФорм
2025-09-13T18:06:26Z
На Сумщині вже 70 кілометрів доріг облаштували антидроновими сітками
УкраинФорм
2025-09-13T17:57:11Z
Має непристойну форму та різкий запах: на Прикарпатті знайшли рідкісний гриб з Червоної книги
Telegraf
2025-09-13T17:57:04Z
Як приготувати Збережівку – гайд Kingdom Come Deliverance 2
GameWay
2025-09-13T21:48:42Z
Мешканці найгарнішого села у світі засмучені цим титулом: що непокоїть одразу 600 людей
Фокус
2025-09-13T21:00:11Z
Любовний гороскоп для всіх знаків Зодіаку на тиждень з 15 по 21 вересня 2025 року
Фокус
2025-09-13T20:57:06Z
Останній акорд: прощаємося з літом улюбленою окрошкою на кефірі
24tv
2025-09-13T20:45:02Z
Де в Карпатах є село, звідки можна піднятися на понад десяток гір
24tv
2025-09-13T19:45:59Z
Неочевидний топ-3: досвідчена мандрівниця назвала найкращі країни Європи
24tv
2025-09-13T16:42:52Z
Влаштуйте собі незабутню подорож Тосканою на стильному ретро-поїзді – але варто поспішати
24tv
2025-09-13T15:57:37Z
Які ліки не варто приймати у літаку: важливе попередження для мандрівників
TSN
2025-09-13T15:48:04Z
З’явився новий тип особистості: хто такі отроверти і що про них відомо
TSN
2025-09-13T15:36:00Z
Через українські атаки дронами росіяни місяцями живуть без інтернету, – Financial Times
24tv
2025-09-13T22:00:46Z
Фізики винайшли унікальний матеріал, що може стати основою для квантових комп’ютерів майбутнього
InternetUA
2025-09-13T21:00:30Z
Українець відкрив нову комету SWAN25B і вона вже здивувала астрономів своєю яскравістю
24tv
2025-09-13T19:09:31Z
У "Дії" до 15 вересня тимчасово не працюватиме частина послуг: які саме
TSN
2025-09-13T18:36:02Z
xAI Маска звільняє понад півтисячі працівників, які навчали чат-бота Grok
iPress
2025-09-13T17:45:57Z
Названо десять найшвидших реактивних літаків у світі: хто залишається рекордсменом
InternetUA
2025-09-13T17:19:06Z
Інтернет-шахраї створюють фейкові чат-боти банків
InternetUA
2025-09-13T17:12:15Z
Samsung передчасно розсекретила Galaxy Tab A11
360ua.news
2025-09-13T17:12:11Z
Сонячні панелі на автомагістралях можуть вести приховане спостереження за громадянами США
InternetUA
2025-09-13T17:01:17Z
Брентфорд з Ярмолюком врятувався від поразки проти Челсі
Football.ua
2025-09-13T22:00:10Z
Туран про нічию з Металістом 1925: Рішення арбітра, особливо що стосується гола, це ганьба
Football.ua
2025-09-13T21:45:18Z
Манчестер Сіті — Манчестер Юнайтед: цікаві варіанти ставок на поєдинок АПЛ
Football.ua
2025-09-13T21:30:02Z
Голи Де Брюйне та Гойлунна допомогли Наполі розібратися з Фіорентиною
Football.ua
2025-09-13T21:21:35Z
Дебютний гол Гонсалеса допоміг Атлетіко обіграти Вільярреал
Football.ua
2025-09-13T21:12:35Z
Ювентус — Інтер 4:3 Відео голів та огляд матчу Серії А
Football.ua
2025-09-13T20:39:51Z
"Залізний Майк" зробив впевнений прогноз на мегафайт Альварес – Кроуфорд
24tv
2025-09-13T20:30:09Z
Україна має грати із Білоруссю матч за "бронзу" Євроліги з пляжного футболу: чи буде бойкот
24tv
2025-09-13T20:21:53Z
Антоненко: У нас позитивні емоції після матчу з Динамо, які можуть бути коментарі
Football.ua
2025-09-13T20:21:50Z