Ученые нашли способ уместить весь интернет в «обувную коробку»

Как им это удалось?

Несколько лет назад была синтезирована искусственная ДНК, и ученые по всему миру экспериментируют с возможностью ее использования. Специалисты признают, что, несмотря на современное развитие науки, природа превосходит все человеческие технологии. В том числе в сфере хранения данных, каждая клетка нашего тела несет в себе огромное количество информации, закодированной в ДНК — около 215 Пб на грамм, пишет «Вокруг света».

Кроме такой плотности, срок хранения тоже ошеломляюще превосходит рукотворные накопители. ДНК может сохраняться миллионы лет, мы находим их следы в древнейших археологических слоях. А какой-нибудь диск Blu-Ray и твердотельные носители прослужат не больше нескольких десятилетий.

Поэтому ученые, как часто бывает, решили вдохновиться тем, что создала природа. Они использовали искусственную ДНК и даже усовершенствовали ее, чтобы увеличить количество информации, кодируемой в грамме молекул.

Азотистые соединения, входящие в состав ДНК — аденин, гуанин, цитозин, тимин, — обозначаются как A, G, C, T. Группируясь в различных комбинациях, они кодируют данные. Команда добавила в арсенал ДНК еще семь «букв» — они также принимают форму нуклеотидов, давая возможность образовывать новые комбинации.

«Представьте себе английский алфавит. Если бы у вас было только четыре буквы, вы могли бы составить столько-то слов. Если бы у вас был полный алфавит, вы могли бы создавать неограниченное количество комбинаций слов. То же самое с ДНК», — объяснил Касра Табатабаи, соавтор исследования.

«Вместо того, чтобы преобразовывать нули и единицы в A, G, C и T, мы можем преобразовать нули и единицы в A, G, C, T и семь новых букв в алфавите хранения».

Однако с изменением набора обозначений ученым пришлось разработать новый метод считывания информации. Существующие системы не могли распознавать добавленные нуклеотиды.

Новый способ заключается в том, что нить ДНК из нуклеотидов проходит через нанопоры специально созданного белка. Он идентифицирует отдельные единицы, а искусственный интеллект декодирует получаемую информацию. Эксперименты показали, что технология работает – из всех испытанных 77 комбинаций 11 нуклеотидов была дифференцирована каждая.

Эта разработка, по словам авторов, также устранила недостаток всей системы хранения — вдвое ускорила запись данных, которая обычно происходила очень медленно. Работа приближает человечество к тому, чтобы сделать искусственную ДНК эффективной и повсеместно используемой системой для хранения данных.