Для того чтобы записать все содержимое Интернета в формате кода ДНК, понадобится всего пара килограммов этого вещества, если исходить из того, что 1 грамм ДНК может вместить 215 петабайт информации. Однако ученым из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и этого показалось мало, поэтому они увеличили емкость ДНК путем добавления в нее новых элементов генетического «алфавита». К четырем базовым «буквам» они добавили еще семь и сумели удвоить объем памяти ДНК.

ДНК сформировалась в ходе эволюции для передачи сведений только о структуре живого существа, поэтому в качестве универсального накопителя данных она подходит плохо. Ученые разработали специальные химически модифицированные нуклеотиды, которые можно встроить в код без вреда для базовой структуры ДНК — и что важнее, практически без увеличения ее объема. То есть в том же физическом пространстве теперь можно хранить гораздо больше комбинаций “букв”, что пропорционально увеличивает и количество “слов”.

Минус системы в том, что она перестает быть чисто биологической структурой, потому что стандартные механизмы чтения ДНК в данном случае уже не работают. Ученым пришлось синтезировать особый белок с нанопорами, через который нужно протягивать нити ДНК. Он идеально распознает и биологические, и синтетические буквы, а декодер при помощи методов машинного обучения складывает их в слова, распознавая записанную информацию.

Переход к биокибернетическим конструкциям позволил не только увеличить емкость ДНК, но и ускорить запись и считывание данных. В природе это довольно неспешный процесс, но ученым удалось улучшить его показатели минимум вдвое. И это открывает путь к созданию эффективных носителей данных на базе модифицированных ДНК.

Источник: China Daily

Изображение: Barry He/China Daily Global