Csupán egyetlen gramm DNS képes 14.000 Blue-ray lemeznyi adatot tárolni.

A DNS-ben rejlő potenciál már évek óta ismert, mint a merevlemez egyik lehetséges alternatívája, melyről köztudott, hogy nem a leginkább megbízható és biztonságos módja az adatok tárolásának.

A legfrissebb tudományos áttörés azonban ezt örökre megváltoztathatja.

A vegyészek DNS gömböket tettek ki szélsőséges hőmérsékletnek azzal a céllal, hogy utánozzák a kémiai lebomlást, és megállapították az anyagról - és a rajta tárolt adatokról -, hogy sikeresen dekódolható.

A kutatást Robert Grass vezette, a Svájci Szövetségi Technológiai Intézet (ETH) Kémiai és Alkalmazott Biotudományok Tanszékén, Zürichben. (1)

"A DNS alkalmas arra a feladatra, hogy nagy mennyiségű információt legyen képes tárolni kompakt módon," - mondta a kutató.

"Sajnos az adatok nem mindig kereshetők vissza hibátlanul, a kódolt adatokban keletkező hiányosságok és hamis információk a kémiai lebomlás és a hibás DNS szekvenálás miatt fordulnak elő."

"Kimutattuk, hogy a hosszú távú, hibamentes információ tárolást lehetséges elérni, potenciálisan akár több millió évre is."

2013-ban kutatók kimutatták, hogy adatokat lehet tárolni a DNS-ben, és ki lehet olvasni azokat, de a vizsgálatok során az információk "írása" és olvasása között viszonylag rövid idő telt el.

Még ezen rövid idő alatt is találtak hibákat a DNS-ben tárolt adatok írása és olvasása során.

Hosszabb távon a DNS jelentősen változik, mivel vegyi reakcióba lép a környezettel, és ez a legnagyobb hátránya a DNS-nek, mint hosszú távú tárolási lehetőség.

Ezt szem előtt tartva Grass professzor a megkövesedett csontokból merített ihletet.

Több ezer éves koruk ellenére lehetséges a genetikai anyag kinyerése a csontok belsejéből.

Arra a következtetésre jutottak, hogy ez a DNS védett, mivel zárt helyen van.

Ezt szem előtt tartva kitalálták annak a módját, hogy hasonló módon megvédjék az információt hordozó DNS-t egy szintetikus "fosszilis héjban".

A csapat az 1291-es Svájci Szövetségi Charta, és Arkhimédész mechanikus tételeinek DNS-be kódolásával kezdte.

A kutatók ezután a DNS szegmenseket szilícium-dioxid gömbökbe helyezték, melyek átmérője körülbelül 150 nanométer.

Annak érdekében, hogy szimulálják a DNS hosszú időn keresztül történő lebomlását, a kutatók eltárolták 60-70 °C-os hőmérsékleten egy teljes hónapon keresztül.

Ez a magas hőmérséklet a kémiai bomlást utánozza néhány hét alatt, mely egyébként több száz év alatt zajlik le.

A kutatók a vizsgálat során össze tudták hasonlítani a DNS szilícium üvegben történő tárolását több más tárolási módszerrel, mint például az impregnált szűrőpapírral, és egy biopolimerrel.

Az üveg héjba kapszulázott DNS-ről kiderült, hogy különösen robusztus megoldás, és a kutatók képesek voltak elkülöníteni a DNS-t a héjtól egy fluoridos oldattal, és ki tudták olvasni belőle az információt.

Mivel a szilícium gömb hasonló ahhoz, ahogy a DNS-t védi a megkövesedett csont, a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogyha bizonyos hőmérsékleten tárolják, az adatok több millió éven keresztül megmaradnak.

A csapat extrém alacsony hőmérsékletet, -18 °C-ot is használt.

Összehasonlításképpen a mikrofilmen tárolt adatok a becslések szerint 500 évig maradhatnak fenn.

Ahogy a kutatók rámutattak, nem ez az első alkalom, hogy a DNS-t információk és digitális adatok tárolására használták.

2013-ban az Európai Bioinformatikai Intézetben (EBI)(2), Cambridgeshire-ben "letöltötték" Shakespeare mind a 154 szonettjét szintetikus DNS szálakból.

A tudósok ezután képesek voltak dekódolni az információt, és reprodukálni a szavakat teljes pontossággal.

Dr. Nick Goldman az EBI kutatója elmondta, hogy "Azt már tudjuk, hogy a DNS egy robusztus módja az adatok tárolásának, mivel képesek vagyunk azt kivonni a gyapjas mammut csontjából és elemezni, melyek több tízezer évesek.

A tudósok ezután beépítettek egy "hibajavítót", mely hasonló módon megtalálható a laptopokban és a mobiltelefonokban is.

Ez azzal jár, hogy át kell fedni a DNS rövid szálait, és egymástól függetlenül megírni minden egymillió molekula kódtöredéket négyszer.

Hatékony módon három biztonsági mentést hoztak létre minden egyes töredékhez, nagyban csökkentve a hibák esélyét.

Ez egy hasonló módszer volt, amit Reinhard Heckel használt az ETH Kommunikációs Technológiai Laborjában a jelenlegi tanulmány során.

Az EBI kutatói hangsúlyozták, hogy a használt DNS teljesen mesterséges volt, és különböző az élet genetikai molekuláitól, és ha azt egy emberi testhez adnák, akkor lebomlana és megsemmisülne.

Jelenleg a technológia korlátozott a DNS szekvenálás által igénybe vett idő hosszúsága, és a magas költségek miatt - körülbelül 12300 dollár az eltárolt anyag egy megabájtja.

A DNS alapú információ tárolás még így is költséghatékony lehet pár megabájt hosszú időn át, akár 600-5000 éven át történő archiválására, jósolják számítógépes programok.

Elméletileg 100 millió órányi nagy felbontású videó tárolható egy csészényi DNS-ben, ami egyenlő minden filmmel és tévéműsorral, amit valaha is készítettek.

A DNS archívum szintén nem igényel folyamatos áramellátást, ahogy az a merevlemezek esetében szükséges.

(1) - https://www.ethz.ch/en.html
(2) - http://www.ebi.ac.uk/

http://ujvilagtudat.blogspot.hu/2015/02/a-tudosok-rajottek-hogyan-lehet-dns-ben.html#.VOggZfmG_Hk