I metodi biologici di registrazione e trasmissione delle informazioni sono molto piacevoli. La natura ha davanti a sé miliardi di anni di evoluzione e la fretta è controindicata, perché l'informazione deve essere trasportata attraverso l'abisso del tempo senza danni critici. Il DNA si è rivelato essere proprio uno di questi strumenti per archiviare e trasferire dati sugli organismi biologici. Non sorprende che gli scienziati stiano pensando a come utilizzare il DNA per memorizzare qualsiasi informazione.
In precedenza, la US Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) ha lanciato il programma MIST (Molecular Information Storage). Nell'ambito del programma, si è distinto il progetto SMASH (Scalable Molecular Archival Software and Hardware). Il contratto per il programma SMASH è stato assegnato al Georgia Technological Research Institute (GTRI). Il programma prevede lo sviluppo di piattaforme a semiconduttori (chip) per la scrittura e la lettura di dati dal DNA.
Nell'ambito del programma SMASH, Twist Bioscience e Roswell Biotechnologies, nonché l'Università di Washington e Microsoft, lavorano con scienziati dell'Atlanta Institute. Come riportato oggi dalla BBC, gli scienziati hanno riportato grandi progressi nella registrazione e nell'archiviazione dei dati sul DNA. Secondo gli sviluppatori, sono stati in grado di tentare a tentoni l'opportunità di aumentare la densità di registrazione sul DNA di 100 volte rispetto alle soluzioni attuali. In futuro, ad esempio, questo potrebbe consentire di registrare tutti i film della storia dell'umanità nel volume di una zolletta di zucchero.
Per la registrazione dei dati sul DNA, non è possibile utilizzare un codice binario, ma una codifica di quattro caratteri di base, che aumenta notevolmente la densità di registrazione rispetto alla registrazione utilizzando un codice binario. Come sapete, un filamento di DNA contiene sequenze di quattro basi di acidi nucleici: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). Ad esempio, per la codifica, puoi rappresentare le basi come segue, dove 00 = A, 01 = C, 10 = G e 11 = T. I dati codificati con questi acidi vengono scritti nel DNA e confezionati in un piccolo contenitore per la conservazione . A basse temperature, il DNA e i dati registrati su di esso possono essere conservati per migliaia di anni quasi senza danni.
Il problema con la scrittura dei dati nel DNA è il basso tasso di sintesi e lo stesso basso tasso di sequenziamento. Inoltre, è costoso. Gli scienziati impiegano fino a 24 ore per sintetizzare il DNA registrando 200 MB di dati. Pertanto, il compito è quello di semplificare, accelerare e ridurre il costo delle fasi di scrittura e lettura, che saranno aiutate dal posizionamento del DNA sui chip. Gli scienziati di GTRI hanno ideato e implementato uno di questi approcci con un importante miglioramento. Hanno imparato a sintetizzare singoli filamenti di DNA in parallelo in molte cellule contemporaneamente. E più tali celle ci sono, più veloce sarà la registrazione e maggiore sarà la densità delle informazioni registrate.
Nel nuovo anno, i ricercatori hanno in programma di armare il chip di sintesi del DNA con reggette elettroniche per accelerare i processi e automatizzarli completamente. A lungo termine, ciò potrebbe consentire di abbandonare l'uso di nastri magnetici per l'archiviazione dei dati a lungo termine. I nastri devono essere aggiornati ogni 10 anni e i dati sul DNA possono essere archiviati per centinaia o migliaia di anni senza essere aggiornati.
2021-12-02 18:31:42
Autore: Vitalii Babkin