Skozi človeško zgodovino so ljudje prišli do najrazličnejših sistemov za shranjevanje podatkov - od klinopisnih in izrezanih napisov do trdih diskov in kompaktnih diskov. Toda vsi imajo skupno eno stvar: v nekem trenutku se razkrojijo.
Zato se raziskovalci trudijo poiskati trajnejše shranjevanje podatkov, kot so diamanti in celo DNK. Zdaj, prvič poroča Gina Kolata iz The New York Timesa, so znanstveniki kodirali kratek film v DNK živih celic z uporabo tehnike urejanja genov CRISPR-Cas - premik, ki bi lahko privedel do celičnega beleženja zdravstvenih podatkov. Svoje rezultate so ta teden objavili v reviji Nature.
Koncept za shranjevanje podatkov DNK je razmeroma preprost. Medtem ko so digitalne datoteke v bistvu shranjene s snemanjem niza števil 0 in 1, DNK lahko shrani iste podatke tako, da podatke kodira v svoje štiri nukleobaze, A, G, C in T.
Kot poroča Robert Service iz Science, znanstveniki to počnejo že od leta 2012, ko so genetiki prvič šifrirali 52.000 besedno knjigo v DNK. Tehnologija se je, čeprav sprva neučinkovita, sčasoma izboljšala. Marca je skupina raziskovalcev sporočila, da so v sintetične odrezke DNK zakodirali šest datotek, vključno z računalniškim operacijskim sistemom in filmom.
Za to zadnjo študijo so raziskovalci izbrali film galopirajočega konja, ki ga je leta 1878 posnel britanski fotograf Eadweard Muybridge, eno prvih gibalnih slik, posnetih, da bi poskušali ugotoviti, ali imajo tekaški konji kdaj vse štiri noge od tla.
Raziskovalci so uporabili sistem CRISPR-Cas za prenos DNK bakterijam. Ta sistem izkorišča moč bakterijske imunske obrambe, da spremeni DNK bakterije, pojasnjuje Ian Sample za Guardian . Ko virusi vdrejo, bakterije pošljejo encime, da razbijejo gensko kodo virusa. In vključuje delce virusne DNK v svojo strukturo, da se spomni na napadalca v primeru prihodnjih napadov. Znanstveniki lahko manipulirajo s tem sistemom in nadzirajo, kateri koščki DNK se prilepijo v bakterijski genom.
Raziskovalci so ustvarili sintetični niz DNK, ki vsebuje petokvirni blok tega videoposnetka, kot tudi sliko roke - črke nucelobaz, ki predstavljajo senco in položaj pikslov vsake slike. "Znanstveniki so nato pramene DNK hranili bakteriji E. coli, " piše Sample. "Hrošči so trakove DNK obravnavali kot invazivne viruse in jih dostojno dodali lastnim genomom."
"Dobavili smo material, ki je kodral slike konj, en okvir naenkrat, " o vzorcu pripoveduje Harvard nevroznanstvenik Seth Shipman, prvi avtor študije. „Nato smo po sekvenciranju bakterij pogledali, kje je okvir v genomu. To nam je povedalo vrstni red, v katerem naj bi se potem pojavili okvirji. "
Kot poroča Sample, so raziskovalci dopustili, da so se bakterije razmnoževale en teden, pri čemer so DNK prenesle skozi številne generacije. Ko so sekvencirali genom bakterije, so lahko rekonstruirali kodirane slike z 90-odstotno natančnostjo.
Čeprav bi bilo kul, če bi trilogijo Gospodar prstanov nekega dne zakodirali v vašem DNK, pa Shipman pove Kolati, da v resnici ni smisel te posebne raziskave. Namesto tega upa, da bi tehnika lahko pripeljala do molekulskih snemalnikov, ki bi lahko sčasoma zbirali podatke iz celic.
"Želimo spremeniti celice v zgodovinarje, " pravi Shipman v sporočilu za javnost. "Predvidevamo si sistem biološkega pomnilnika, ki je veliko manjši in bolj vsestranski od današnjih tehnologij, ki bo sčasoma spremljal marsikateri dogodek."
Konec koncev Shipman upa, da bo tehniko uporabil za preučevanje razvoja možganov. Namesto da bi možganske celice poskušali opazovati s slikarskimi tehnikami ali s pomočjo kirurgije, bi ti molekularni snemalniki skozi čas zbirali podatke iz vsake celice v možganih, ki bi jih nato lahko razširili raziskovalci.
Toda ta dan je še vedno oddaljen in trenutne raziskave so le dokaz koncepta. "To kaže na to, da lahko dobimo informacije, jih lahko dobimo in razumemo, kako deluje tudi časovnica, " Shipman pove Sampleu.
Medtem ko je Shipman osredotočen na zdravje, se svet teh tehnologij zaveda tudi teh tehnologij. Antonio Regalado iz MIT Technology Review poroča, da je Microsoft maja objavil, da razvija napravo za shranjevanje DNK in upa, da bo do konca desetletja začela delovati tudi različica. Prednosti shranjevanja DNK so precej očitne, poroča Regalado. DNK ne samo, da traja tisočkrat dlje kot silicijeva naprava, temveč lahko v enem kubičnem milimetru hrani kvintiljonske bajte podatkov. Vsak posneti film bi lahko shranili v napravi, manjši od sladkorne pečice. Ta korak bi lahko sčasoma končal dneve obsežnih podatkovnih centrov, ki sesajo energijo, ki so potrebni za spremljanje vsega, od velike literature do fotografij s počitnic.
