Το DNA ως φορέας αποθήκευσης δεδομένων

Μια ομάδα επιστημόνων κατάφερε να αποθηκεύσει 750 kilobytes δεδομένων σε DNA.

H αποθήκευση πληροφοριών σε συνθετικό DNA θα μπορούσε να αποτελέσει μια εφικτή προσέγγιση για τη διαχείριση των δεδομένων σε μακροπρόθεσμη βάση. Το DNA είναι συμπαγές, ελαφρύ, και μπορεί ενδεχομένως να παραμείνει άθικτο για χιλιάδες χρόνια, αν αποθηκευτεί σε σκοτεινό και δροσερό περιβάλλον.

Η μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature βασίζεται σε τεχνολογίες που είναι πιθανό να γίνουν ταχύτερες και φθηνότερες στο μέλλον, λέει ο βιολόγος και μηχανικός Drew Endy του Πανεπιστημίου του Stanford, ο οποίος δεν συμμετείχε στο έργο.

Η επιστημονική ομάδα του Nick Goldman κατάφερε να αποθηκεύσει πέντε αρχεία, συνολικού μεγέθους 757 kilobytes σε DNA:

• τα 154 σονέτα του Σαίξπηρ σε αρχείο ASCII,
• την κλασσική μελέτη του Watson και Crick σε μορφή PDF,
• μια έγχρωμη φωτογραφία σε αρχείο JPEG και
• ένα απόσπασμα από την ομιλία του Martin Luther King σε μορφή MP3.

Η νέα αυτή έρευνα ακολουθεί το παράδειγμα μιας παρόμοιας μελέτης που δημοσιεύθηκε τον περασμένο Αύγουστο στο περιοδικό Science. Οι ερευνητές της ομάδας του Nick Goldman, ξεκίνησαν μετατρέποντας τα πέντε αρχεία σε bits χρησιμοποιώντας ένα κωδικόνιο με αριθμούς το μηδέν, το ένα και το δύο. Ύστερα μετέφρασαν τον κώδικα σε αζωτούχες βάσεις.  Με αυτό τον τρόπο το TAGAT αντικαθιστά το ‘Τ’ που ξεκινάει στη δεύτερη γραμμή του σονέτου 18: “Thou art more lovely and more temperate.”

Η ομάδα κατάφερε επίσης να ενσωματώσει μια DNA έκδοση του δεκαδικού συστήματος ταξινόμησης Dewey και ένα κώδικα διόρθωσης σφαλμάτων για να κρατήσει τα δεδομένα καθαρά.

Μετά το πέρας αυτής της διαδικασίας, οι ερευνητές έστειλαν τον κώδικα στην Agilent Technologies της Καλιφόρνια για την κατασκευή συνθετικού DNA. Όταν το DNA επέστρεψε μέσω FedEx σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα, οι ερευνητές της ομάδας του Goldman ανέλυσαν την ακολουθία του γενετικού κώδικα, ανασυστήνοντας τα αρχικά αρχεία. Η μετάφραση των δεδομένων από αρχεία σε DNA και αντίστροφα αποδείχθηκε αλάνθαστη.

Κάθε νέο εύρημα καλείται να αποδείξει την αξία του στην αγορά των ιδεών. H μνήμη-DNA θα μπορούσε μέσα την επόμενη δεκαετία να αποθηκεύσει μεγάλο όγκο δεδομένων όπως κυβερνητικά αρχεία ή κείμενα βιβλιοθήκης. Ωστόσο η τεχνολογία αυτή θα είναι δύσκολο να αντικαταστήσει τις μονάδες δίσκου στο εγγύς μέλλον. Παρ’όλα αυτά οι εφαρμογές της ενδέχεται να επεκταθούν σε διαφορετικούς τομείς της σύγχρονης επιστήμης και βιοιατρικής.

Πηγή: N. Goldman, P. Bertone, S. Chen, C. Dessimoz, E. M. LeProust, B. Sipos, E. Birney. Towards practical, high-capacity, low-maintenance information storage in synthesized DNA. Nature, 2013. [Link]