SINTETIČKI DNK

Podatkovni centar je moguće smjestiti u nešto veličine kocke šećera

16.04.2016 u 07:33

Bionic
Reading

Sveučilište u Washingtonu (UW) i Microsoft su demonstrirali kako je moguće iskoristiti sintetički DNK za arhiviranje velikih količina podataka. Kada bi se tehnologija razvila u dovoljno robusnom izdanju, goleme podatkovne centre kakve poznajemo mogli bi zamijeniti uređaji veličine kockice šećera

Istraživački tim UW-a i Microsofta je uspješno kodirao digitalne podatke iz četiri slikovne datoteke u sekvence nukleotida sintetičkih isječaka DNK. Što je možda još važnije, uspješno su izveli i obrnut proces - učitavanje pravilnih sekvenci iz veće količine DNK i rekonstrukcija slikovnih datoteka prošli su bez gubitka ijednog bajta informacija.

'Život je proizveo ovu fenomenalnu molekulu, DNK, koja na vrlo učinkovit način sprema golemu količinu informacija o genima i tome kako funkcionira živući sustav. Vrlo je kompaktna i vrlo izdržljiva, a mi smo je tehnički prenamijenili za spremanje digitalnih podataka, slika, videomaterijala i dokumenata', rekao je Luis Ceze, profesor na odjelu Sveučilišta u Washingtonu za računalne znanosti i inženjerstvo.


Već dulje vrijeme istražuju se različite mogućnosti iskorištavanja DNK za spremanje podataka, a u protekla dva desetljeća dogodila su se značajna otkrića i prešle brojne granice. Godine 1999. tako je spremanje podataka na DNK bilo izvedivo tek za kratke znakovne poruke (23 znaka!), 2013. istraživači su uspješno 'zapisali' govor Martina Luthera Kinga u .mp3 formatu na DNK, a stvari su sada već nevjerojatne i otvoren je prostor nečem što je prije bilo tek svijet mašte.

'U šalicu DNK moguće je smjestiti barem sto milijuna sati videa u visokoj razlučivosti', rekli su sudionici najnovijeg projekta Sveučilišta u Washingtonu i Microsofta. Drugi istraživači su pak naveli da je smještanje podataka na DNK od velike važnosti i radi trajnosti. Naime, tako spremljeni podaci bi mogli trajati desetke tisuća godina. UW i Microsoft su nešto oprezniji u procjenama te navode da je trajnost podataka u njihovim pokusima procijenjena na poluživot od 500 godina u teškim uvjetima.

Najveći problem prilikom iskorištavanja DNK za smještanje podataka nije učitavanje, već njihovo zapisivanje. Microsoft i istraživači iz Washingtona su otkrili posebnu metodu kojom je riješen jedan od tih velikih problema. Velike nizove jedinica i nula u digitalnom zapisu pretvaraju u osnovne dijelove DNK, nukleotide adenin, gvanin, citozin i timin predstavljene slovima A, G, C i T.

'Način na koji se kreće od nula i jedinica prema A, G, C i T je vrlo bitan, jer ako koristite pametno zapisivanje stvari, možete zapisati vrlo gusto, bez gubitka podataka', rekao je jedan od istraživača, Georg Seelig.

Stvari su u ovom segmentu postale uistinu uzbudljive, no valja se prizemljiti. Potencijal nečeg ovakvog u komercijalnoj uporabi upravo je fenomenalan, no pored zapisivanja podataka postoji još problema. Sama sinteza DNK i sekvencioniranje još uvijek nisu usavršeni, a greške idu i do jedan posto po nukleotidu. Jedno od mogućih rješenja je pronaći odgovarajuću shemu kodiranja kojom bi se ostvarila redundancija i na taj način povećala tolerancija na greške. I dok je učitavanje podataka nešto manji problem od zapisivanja, nezgodna je latencija.

Naime, za učitavanje jednog jedinog bajta podataka mora se sekvencionirati i dekodirati kompletan DNK. Naravno da i na tome rade brojni istraživači, a pritom bi im oslanjanje na prirodu i prirodne procese itekako moglo pomoći. Kako stvari idu, na ovakvu pohranu podataka neće se trebati čekati još (pre)dugo.