August 27, 2018

Хранение информации в ДНК

Как сказал Н. Ротшильд: «Кто владеет информацией, тот владеет миром». И это действительно так, именно поэтому количество информации, которое люди сегодня собирают, накапливают и передают, неуклонно растёт. В мире каждый день создаётся более 2,5 квинтиллионов байт данных. Причём из данных, существующих уже, 90% было создано за 2 последних года! К 2025 году, по прогнозам экспертов, в мире будет накоплено 160 зеттабайт (равно миллиарду терабайт или триллиону гигабайт) цифровой информации. Где человечество собирается её хранить?

Может ли нам помочь в этом ДНК?

Все признаки человека, от цвета волос до предрасположенности к наследственным заболеваниям, записаны в ДНК. Записаны они в виде нуклеотидов, содержащих в себе четыре разновидности азотистых оснований - аденин, гуанин, тимин, цитозин. Это можно сравнить с записью информации на компьютере, только там используется двоичная система с нулями и единицами, а в ДНК четверичная. Кроме того, природа создала отличный механизм защиты данных, ведь ДНК это не одна цепочка нуклеотидов, а две, закрученные друг вокруг друга в двойную спираль. И держатся эти спирали между собой с помощью водородных связей, которые возникают только в случае того, если на каждой из сторон расположен строго определённый нуклеотид.

Кроме надёжности хранения данных у ДНК, конечно, есть и другое преимущество, которое позволяет рассматривать её в качестве «жёсткого диска». Это плотность информации. Только вдумайтесь, в одном грамме ДНК может поместиться 700 терабайт данных! И благодаря её стабильности эти 700 терабайт могут храниться там веками, а то и тысячелетиями.

И мы уже достаточно близки к распространению этой технологии. Пару лет назад Microsoft смог закодировать в ДНК 200 мегабайт данных, что уже довольно неплохо. На данный момент стоимость шифрования информации таким способом оценивается в 12400$ за мегабайт, а стоимость её считывания в 220$ за мегабайт. Пока цены космические, но технология имеет огромный потенциал к развитию, так что они будут падать. Можно также вспомнить, как всего 33 года назад жёсткий диск на 10МБ стоил несколько тысяч долларов. Тогда это казалось заоблачной технологией, а сегодня 10 МБ это просто смешно.