Možnosť uchovať až 215 petabajtov dát v jednom grame DNA vedcov fascinuje už roky. Pre jej neuveriteľnú hustotu sa DNA javí ako ideálne médium, ktoré by mohlo nahradiť dnešné objemné a energeticky náročné dátové centrá. Praktické využitie DNA však naráža na technické výzvy, najmä pokiaľ ide o rýchlosť a náklady. O téme informoval portál Techspot.

Štandardné metódy ukladania dát do DNA vyžadujú vytváranie úplne nových reťazcov DNA. Vedci to označujú ako de novo syntézu. Tento proces je však nákladný, pomalý a náchylný na chyby, čím výrazne obmedzuje možnosti bežného využitia DNA na uchovávanie dát.

Tím výskumníkov z Pekinskej univerzity a ďalších troch inštitúcií nedávno predstavil v časopise Nature alternatívnu techniku, ktorá využíva prirodzené procesy v DNA,  konkrétne metyláciu. Metylácia je epigenetická úprava DNA, ktorá prebieha v rámci života organizmu a umožňuje do existujúcej DNA pridávať nové informácie bez potreby vytvárať nové sekvencie.

Nový spôsob ukladania dát

Vedci vyvinuli 700 DNA typov pohyblivých komponentov, ktoré fungujú ako epi-bity. Čiže schopné uchovávať údaje prostredníctvom metylácie na presne stanovených miestach DNA. Výsledkom je, že zapisovanie dát do DNA sa dá prirovnať skôr k práci s textovým editorom než k fyzickému tesaniu do kameňa.

V rámci testovania uložili vedci pomocou tejto metódy obrázky, ako napríklad tradičný čínsky obraz tigra s 16 833 bitmi či fotografiu pandy s 252 504 bitmi, a to rýchlosťou okolo 350 bitov na reakciu. Hoci je táto rýchlosť stále pomalšia ako pri súčasných harddiskoch, predstavuje podstatné zlepšenie oproti doterajšej de novo syntéze a zároveň je cenovo dostupnejšia.

Unsplash / Sangharsh Lohakare

Nástroj na ukladanie dát do DNA pre verejnosť

Vedci takisto vytvorili aplikáciu s názvom iDNAdrive, ktorá umožňuje jednoduchší prístup k ukladajúcim procesom DNA, dokonca aj pre tých, ktorí nemajú skúsenosti s biotechnológiami. Do vývoja zapojili aj 60 dobrovoľníkov, ktorí manuálne zakódovali približne 5 000 bitov textových dát. Takáto aplikácia otvára možnosti pre uchovávanie dát do DNA aj mimo vedeckých laboratórií.

Rastúca potreba dátových úložísk a stúpajúca spotreba energie v dátových centrách podporuje vývoj ekologických alternatív. DNA, s jej hustotou a kapacitou, predstavuje práve takéto riešenie.

Tento rok sa objavila správa od start-upu zameraného na DNA, ktorý plánuje do troch rokov vyvinúť autonómny systém na ukladanie všetkých svetových dát v jedinej malej krabici. Ak by sa takýto systém podarilo dosiahnuť, mohlo by to úplne eliminovať potrebu energeticky náročných dátových centier.

Vedci veria, že s ďalším vývojom by DNA mohla byť čoskoro nielen spoľahlivým, ale aj ekologickým médiom na ukladanie dát pre budúce generácie.