Молекулата на живота може да съхрани всички цифрови данни на човечеството за хилядолетия

Електронна библиотека по архивистика и документалистика

Раздел: «Статии»

Научен ръководител на Електронната библиотека: проф. д-р А. Нейкова

Дизайн: Давид Нинов

София, 2013

Неволите с флашки, външни харддискове и планината от снимки, филми, текстове, които всеки нормален човек в днешно време иска да запази на компютъра си, са на път да бъдат разрешени.

Учени дадоха поредното красноречиво доказателство как ДНК може да се използва за съхраняване на цифрова информация.

Британски екип качи научен доклад, сонетите на Шекспир и част от речта на Мартин Лутър Кинг «Имам една мечта» в изкуствено пресъздадена част от «молекулата на живота»(1).

Информацията била «прочетена» после от обикновен компютър със 100–процентова точност.

Безкрайни количества информация могат да се пазят в ДНК в продължение на хиляди години, пишат учените в научното списание «Нейчър».

Те признават, че за момента разходите по синтезирането в лабораторни условия на молекула с такъв тип информация са «покъртително огромни», но с новите по-бързи технологии скоро това ще стане достъпно, особено за дългосрочно архивиране.

«Едно от големите предимства на ДНК е, че нямаш нужда от електричество за съхраняването й», обяснява пред Би Би Си доктор Юън Бърни, от Европейския институт по биоинформатика (ЕИБ) в Хинкстън, до Кеймбридж.

«Ако държиш молекулата на студено, сухо и тъмно, тя ще издържи дълго. Знаем това, понеже често се натъкваме на ДНК от мамути, запазено по случайност именно при такива условия.» Фосилите от мамути са на хиляди години.

Екипът учени посочва държавни и исторически архиви като пример за информация, която си заслужава да се пази в молекулярните хранилища.

Достъпът до такъв тип информация не е ежедневно необходим, но тя е нужно да се пази. Всичко, кодирано в ДНК, може просто да се складира някъде до деня, в който потрябва.

За разлика от други средства за съхранение, които се ползват днес, като харддискове и магнитни ленти, ДНК «библиотеката» не иска постоянна поддръжка.

Освен това, универсалността на «молекулата на живота», означава, че едва ли някога, когато технологиите напреднат и се променят, ще има проблем със съвместимостта с новите устройства.

«Смятаме, че винаги ще има технология за четене на ДНК, докато има базиран на ДНК живот на Земята», казва доктор Бърни.

Това не е първият път, когато ДНК се използва за кодиране на информация, която обикновено държим в компютрите си.

Преди година например американски научен екип публикува в сп. «Сайънс» резултатите от подобен експеримент.

Говорите ли А-С-G-Т?

ЕИБ използва различен подход, но и в двата случая целта е да се оползотвори редицата нуклеобази в сърцевината на ДНК.

Спираловидната молекула се крепи на четири химични групи, или нуклеобази, които, като се подредят по определен начин, носят нужната генетична информация, за да може съответният организъм да се изгради и поддържа.

Системата за съхранение на ЕИБ използва точно тези четири «букви», но в съвсем различен «език», от този, който природата разбира.

За да се копира компютърен файл като текстов документ например, бинарните числа (нули и единици), с които по принцип се представя информацията в харддиска, трябва да бъдат преведени на А-С-G-Т езика на екипа.

След това обикновена машина за синтезиране на ДНК прави съответната секвенция. Обратният превод на «двоичен език» и възпроизвеждането на екрана на компютъра става по същия начин.

Изкуствената молекула е изключително надеждно средство за съхранение, казва Ник Голдмън, лидер на екипа. Един грам ДНК може да побере около два петабайта данни. Това се равнява на три милиона компакт-диска.

На опасенията, че този изкуствен ДНК код може по някакъв начин да попадне в генома на жив организъм, доктор Голдмън отговаря: «ДНК молекулата, която създадохме, използва съвсем различен код от този на клетките в телата ни».

Бележки

1. Точно година преди постижението на британските учени техните колеги от Харвард Джордж Чърч и Срирам Косури направиха първия пробив в записването на информация върху ДНК.

Върху по-малко от грам ДНК запечатаха всички 53 000 думи, 11 изображения в jpg. формат и компютърна програма от още неиздадената книга на доктор Косури Regenesis: How Sinthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves («Пресъздаване: Как синтетичната биология ще изобрети наново природата и нас самите»).

Преди това постижение учени успяха да запишат върху ДНК текстове с обема на декларацията за независимост на САЩ.

Записът на книгата в Харвард отнел няколко дни. От всички 5,27 мегабита информация после едва 10 бита се оказали сгрешени и не могли да бъдат разчетени.

Вдъхновени от американските си колеги, британците също решиха да «капсулират» важно достижение на словото. Те запечатаха всички 154 сонети на Уилям Шекспир. Заедно с тях бяха «преведени» (от физическите бинарни кодове на химичния език на ДНК) 26 секунди от прочутата антирасистка реч на Мартин Лутър Кинг от 1963 г. «Имам една мечта».

Този път нямаше сгрешени сектори и американци и британци са оптимисти, че до 10–15 години това може да се превърне в по-евтиния начин за съхраняване на данни.»