Laufwerke wie DNA hart ersetzen könnte


Die Kapazität unserer digitalen Speichermedien ist in den letzten Jahren sprunghaft angestiegen. Aber es gibt ein Speichermedium, das immer noch den Mist aus unserer State-of-the-Art-solid-State Tritte, und Menschen nicht selbst erfunden. Es wird DNA genannt.

Ein Team von Wissenschaftlern versucht, herauszufinden, ob die Doppel-Helix-Moleküle, die jede Pflanze, Tier und Mikroben auf dem Planeten Erde zu kodieren verwendet werden können, um unsere Daten über Jahrtausende hinweg zu bewahren. ETH Zürich Robert Grass präsentiert auf dem 250. Treffen der American Chemical Society heute eine Proof-of-Concept-Demonstration der Technologie. Sein Forschungsteam hat es geschafft, DNA mit 83 Kilobyte Text aus der Schweizer Bundesbrief von 1291 und die Methode des Archimedes aus dem 10. Jahrhundert zu kodieren.

Wie Computer, aber besser

"Ein wenig nach der Entdeckung der DNA-Doppelhelix Architektur Menschen herausgefunden, dass die Codierung Sprache der Natur sehr ähnlich wie die binäre Sprache wir in Computern verwenden," Grass sagte in einer Erklärung.

Auf Festplatten verwenden wir Nullen und Einsen um Daten darzustellen. DNA, nutzt unterdessen vier chemischen Basen (A, T, C und G), aneinandergereiht wie Sprossen auf einer Zucker-Phosphat-Leiter. Es hat vier Buchstaben anstelle von zwei Zahlen, aber beide Systeme können unendlich komplexe Permutationen von Informationen speichern.

Außer, dass DNA Grass argumentiert, ist viel, viel besser. Heute, eine Festplatte die Größe eines kleinen Buches könnte etwa fünf Terabyte an Daten sichern, und dass Antriebskomponenten könnte dauern etwa 50 Jahre. Unterdessen eine mikroskopisch kleine Tröpfchen von DNA fasst die komplette "Lehrbuch" — Milliarden über Milliarden von Briefen – für Tausende von Organismen. In der Theorie Grass sagt, könnte ein Bruchteil einer Unze der DNA mehr als 300.000 Terabytes an Informationen zu speichern. Noch besser ist, aus archäologischen und paläontologischen Studien wissen wir, dass DNA für Hunderte bis Tausende von Jahren dauern kann.

Zeitkapseln

Ihre süßen, süßen Daten in einem Tropfen

Gefrorene DNA in Zellen eingesperrt könnte ein paar Jahrtausende dauern, aber Rasen sieht keinen Grund, warum wir besser nicht. Das ist, warum sein Team packt jetzt DNA in winzigen, hitzebeständige Kieselsäure Sphären. Nach dem Backen einige dieser Kugeln am 160ºF für eine Woche – das Äquivalent von halten sie bei 50 Grad seit 2.000 Jahren – die DNA innen war noch frei von Fehlern. Gehalten im Kühlhaus, könnte man diese Kapseln dauerhafte Zehntausende, vielleicht sogar Millionen von Jahren am Ende.

Das klingt ziemlich viel versprechend, aber die Versuchstechnik Gesichter noch einige große Hürden. Zum einen DNA-basierte Archive sind noch nicht durchsucht werden, stellt ein ziemlich großes Problem in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit. Stellen Sie sich vor was für ein Alptraum es wäre eine verlorene Datei auf ein backup-Laufwerk wiederherstellen, wenn Sie durch jedes einzelne Dokument selbst Sichten musste. Dann da noch das Preisschild derzeit Staffelung ist: Grass rechnet damit, dass Verschlüsselung und Speicherung von ein paar Megabyte an Daten heute Tausende von Dollar kosten würde.

Aber Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass diese Hindernisse überwunden werden können. Grass' Team arbeitet bereits an Methoden zur Kennzeichnung bestimmte Bits der DNA, der erste Schritt zur Schaffung eines durchsuchbaren Archivs. Und wie die Methoden verfeinert und automatisiert sind, genetische Speicherkosten erheblich fallen könnte.

Welche Arten von Daten können wir auf DNA speichern? Grass stellt sich vor, es könnte helfen, uns zu verfolgen und zu bewahren unsere ständig weiterentwickelnden Funde von Online-Informationen – beispielsweise in Wikipedia-Seiten im Laufe der Zeit ändert. Oder die Gesamtheit der Menschheit Online- Starcraft -Erfahrung, jede Episode von Doctor Who plus Outtakes, bis ans Ende der Zeit. Vielleicht sogar die IRS konnte endlich seine Aufzeichnungen digitalisieren – hey, man kann träumen.

Meines Erachtens jedoch sprang sofort an die biologische Lagerpotential. Stell dir vor, Sie könnten nicht nur Ihr Genom in einer Kapsel gepackt, sondern halten Sie Ihre gesamte Biografie rechts neben. In der Zukunft möglicherweise Menschen in der Lage, Ihre fleischigen selbst wieder in Existenz und rekonstruieren Ihre Erinnerungen zu klonen. Gruselig oder erstaunlich? Sie entscheiden.

[American Chemical Society]

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