Eine isolierte Tresor konnte unsere Daten auf DNA für 2 Millionen Jahre speichern

Ein paar hundert Füße im Permafrost-verkrusteten Berg unterhalb des Polarkreises sitzt die Samenbank, die letzte Hoffnung der Menschheit in eine globale Nahrungsmittelkrise sein könnte. In diesem Monat zufolge Wissenschaftler diesen unscheinbaren Tresor ist der ideale Platz für die Erhaltung der Welt Daten auf DNA.

Dies ist das Svalbard Global Seed Vault, ein Bunker auf der arktischen Insel Spitzbergen, die seit sieben Jahren fast eine halbe Million angehäuft hat Samen Proben aus aller Welt. Die Idee ist, die natürlich einfrierende, isolierte Umgebung im hohen Norden verwenden, um der Welt Pflanzenwelt und landwirtschaftliche Vielfalt zu bewahren –, das ist natürlich von Klimawandel und Katastrophe bedroht. Tritt eine Nahrungsmittelkrise, könnten der Tresor die Samen, die Teile der Welt neu zu besiedeln.

In der Saatgutbank. Bild: AP Photo/John McConnico.

Aber es könnte möglicherweise viel mehr als nur Samen erhalten. Eine Studie in den deutschen Chemie Zeitschrift Angewandte Chemie in diesem Monat Details die Suche um herauszufinden, wie lange Daten auf DNA konnte erhalten werden, und schlägt auch den Tresor als idealer Speicherort.

Schreiben der Wörter auf künstliche Fossilien

Wissenschaftler haben experimentiert mit Kodierung von Daten auf DNA seit Jahren voran sprunghaft (Sie können eine ausgezeichnete ausführliche Beschreibung io9 Weiterlesen über).

Weil DNA für Hunderttausende von Jahren unter den richtigen Bedingungen dauern kann (denken: Fossilien), könnte es eine viel bessere Arbeit von unseren digitalen Datenspeicherung als herkömmliche Methoden wie Flash-Laufwerke oder CDs tun. Es ist auch winzig: als New Scientist weist darauf hin, ein einziges Gramm DNA speichern kann "alle Daten von Google, Facebook und jedes andere große Technologieunternehmen statt." Trotzdem bleiben Fragen über den Prozess – wie, wie lange die codierte DNA wirklich dauern kann.

Das war die Frage, mit denen die fünf-Autor-Team aus Zürich Swiss Federal Institute of Technology um in der Studie veröffentlicht in Angewandte Chemiezu beantworten. Testeten drei verschiedene Trockenlagerung Methoden, mit einer Stichprobe von Text (Swiss Federal charter aus dem 13. Jahrhundert und 10. Jahrhundert Archimedes Palimpsest zusammen 83kb) und indem es durch "beschleunigte Alterung" zu sehen, wie es zerfallen. Was sie fanden war, dass die DNA Überleben hängt von zwei Faktoren ab: Temperatur und Wasser.

Die Lagerung-Methode, die Wassermoleküle Weg beste beteiligt umschließt die DNA an Kieselsäure gehalten – oder Glas. Dieses neuartige Verfahren wurde entwickelt, durch das Team um den Weg zu imitieren, die Knochen, die erhaltenen DNA, versteinert, wie die Autoren erklären:

Im alten fossilen Knochen, DNA hat die größte Chance des Überlebens, wenn gekapselt innerhalb Apatit/Kollagen-Strukturen und Kristall-Aggregate, die die solide DNA aus der Umgebung und Feuchtigkeit zu schützen – die Verkapselung von DNA innerhalb der anorganischen Silica-Partikel, die hier verwendete sehr ähnlich.

Durch Kapselung der DNS im Glas, es gab es die beste Chance auf dauerhafte — genau wie versteinerten Knochen in der Natur. Eine andere Sache, die hilft? Kühle Temperaturen. Die Studie ergab, dass Kieselsäure-eingehüllte DNA länger als die Temperaturen gesunken dauerte. Zum Beispiel, sie rechnen damit, dass DNA auf diese Weise gespeichert 9,48 Grad Celsius (oder ca. 49 Grad Fahrenheit) konnte endlich seit 2000 Jahren.

Dann übertragen sie ihre Erkenntnisse weiter. Wenn diese Kieselerde-eingehüllte DNA lagerten in Svalbard Seed Vault, die bei 18 Grad Celsius oder -0,4 gehalten ist Fahrenheit, es könnte "dauernseit mehr als 2 Millionen Jahren," sie schreiben.

Daten der kalten, dunklen Tage

So könnte dieser Bunker in der Arktis, der Schlüssel zur Erhaltung unserer digitalen Welt, wie wir es kennen.

Die Autoren sind nicht wirklich vorschlagen, wir verschlüsseln alle Ihre Facebook-Fotos auf DNA und legte sie neben Reis Samen und Sorten von Nüssen; Außerdem ist DNA Lagerung immer noch viel zu teuer zu Mainstream. Aber sie zeigen die Saatgutbank als Beispiel für unsere beste Wette für die Erhaltung des Lebens auf der Erde wie wir es kennen – durch Architektur.

In der Saatgutbank. AP Photo/John McConnico

Wenn der Strom in der Saatgutbank ausfällt, wird zum Beispiel die Temperatur der umgebenden Landschaft seine Proben kühl halten. Und auch wenn der Klimawandel die Umwelt auf Spitzbergen verändert, das Gewölbe ist tief genug in den Berg, kühl zu bleiben.

Entscheidend ist, es wurde auch entwickelt, um den wechselnden Gezeiten standhalten – weil es Hunderte von Fuß über dem Meeresspiegel gebaut hat, bleibt es trocken wie die Ozeane steigen.

Tresor-Bau von APhoto/Global Crop Diversity Trust, Mari Tefre

Jedes andere Design-Detail wurde sorgfältig geprüft für Sicherheit, auch — von verstärkten Türen zum Eingang, speziell entwickelt, um für die Außenwelt sichtbar. "Wir beschlossen schon früh, dass es keinen Sinn bei dem Versuch, diese Anlage vor der Öffentlichkeit verbergen", sagte der Tresor-Projekt-Manager als die architektonischen Pläne veröffentlicht wurden. "Stattdessen werden wir setzen auf ihre Präsenz in der Gemeinde bekannt sein, so wenn die Öffentlichkeit etwas Verdächtiges sieht, werden sie darauf reagieren."

So hat es isoliert vom Rest der Welt, aber leicht zu finden in den weiten weißen Landschaft. Es ist natürlich kühl, trocken und Explosion-Proof bis ins Mark. Es ist seltsam, sich vorstellen, dass der Welt Nutzpflanzenvielfalt einen Bunker mit dem Fußabdruck ungefähr die Größe von vier durchschnittliche amerikanische Haushalte, eingekeilt in einem Berghang im hohen Norden hängt.

Aber wie die Angewandte Chemie -Studie zeigt, Svalbard ist immer ein architektonisches Präzedenzfall für Wissenschaftler und Ingenieure aus einer riesigen Auswahl von Feldern.

In Zukunft könnten wir sehen weitere Bunker imitieren um andere Aspekte des Lebens zu erhalten, wie wir es kennen – eine Reihe von leuchtenden Betonbunker Punktierung des Polarkreises wie eine Art des 21. Jahrhunderts DEW Line.

Schauen Sie sich die vollständige Studie an Angewandte Chemie, ausleihen oder lesen Sie New Scientist Zusammenfassung hier zu.