【數位檔存儲和檢索使用的 DNA 記憶體】

八方

【數位檔存儲和檢索使用的 DNA 記憶體】

 

尼克高盛慕一小瓶的 DNA 資料

忘了硬碟或 Dvd。

如果您想要存儲大量的資訊看起來相反到 DNA，其中作出基因的分子。

英國的科學家們對一百萬位元組的價值的文本、 圖像和語音存儲到的 DNA 的一粒微塵，然後檢索該資料回幾乎無瑕。

他們說一個規模大版本的技術可以提供非常密集和長壽命的形式的數位存儲，是特別適合於資料存檔。

隨著生產更大數量的電子資料，如何存儲資料的問題變得更加嚴重。

有許多用於存檔資料的選項，但都有它們的缺點。

例如，資料中心是昂貴的和需要的電力和磁帶，恒定來源同時要求不能通電、 中使用的硬碟開始幾年後會降低。

尼安德塔人的骨頭

在最新的研究中，尼克高盛和他的同事在劍橋附近歐洲生物資訊學研究所已由它在四個不同堿基組成 DNA 的編碼存儲數位資訊。

雖然存儲技術不能提供方便的隨機訪問或被可重寫，它有幾個主要的優點。

一個是 — — 由於在分子水準上所存儲的資訊 — — 它極高的密度，另一個是它的耐久性。

高盛指出，已經從尼安德特人骨骼有數以萬計的歲提取完整的 DNA。

性質已發現這種分子是非常穩定，他說。

和我們是坐享其成的性質。

使用組製作了的 DNA 在實驗室中，而不是從裡面活的有機體，因為後者是易受突變，因此資料丟失。

但在選擇這種方法，研究人員必須克服幾個重大的障礙。

一個是使用當前的技術才有可能使，或"人工合成"，dna 在短字串 — — 和較短字串較低是其資訊承載能力的事實。

要圍繞這一問題，高盛和他的同事制定編碼的方案，在其中每個字串的一小部分保留在進行索引，指定字串屬於和在檔中的哪些點位於哪個檔所以允許單個檔的許多字串組成。

編碼 trits

第二個挑戰是如何避免在寫入和讀取，一個特別的問題，當鄰近基地是同一品種的過程中發生的錯誤。

解決方案是簡單地進行編碼 trits — — 數位 0、 1 或 2 的值 — — 中的資料，並規定給定的 trit 由不用於代碼 trit 它前面的三個基地之一。

另一項措施是將複製到的連續字串開始的每個字串，最後的 75%。

團隊由五個資料檔案編碼成單個 DNA 序列測試計劃，然後分成那些序列大約 150,000 單個字串，所有 117 都基地長。

恰如其分地，其中一個檔是 PDF 的沃森和克裡克的著名雙螺旋紙 — — 成功地編碼到雙螺旋。

莎士比亞的十四行詩和 30 音訊錄製的文本 s 的馬丁 · 路德 · 金的"我有一個夢想"的演講，也存儲在 MP3 格式。

團隊然後上載到一個私人的網頁，使安捷倫科技在加州合成 DNA 的已編碼的檔。

這涉及使用一種複雜的噴墨印表機火到日益增長的 DNA，字串中一次添加一個分子的方式在顯微鏡幻燈片上的化學試劑，然後重複該過程產生的字串所需的數千人。

DNA 作為極小數量的粉在常溫和無專門包裝發送，抵達海德堡，德國，在歐洲分子生物學實驗室、 歐洲生物資訊學研究所是其中一部分的主網站。

後被放入解決方案 DNA 被閱讀，或"有序"，使用一種現在相當標準實驗室機和由此產生的系列的基地是然後解碼重現五個檔的電腦上。

四個檔是完全相同的副本的原件，而第五個需要一些小小的調整，以恢復其完整的資料集。

茶杯裡的視頻

高盛和他的同事聲稱已經達到的密度為 2 位元組 （1015位元組） 每克的 DNA，他們計算，使至少 1 億小時的高清視頻要存儲在茶杯中。

因此，他們的 DNA 樣本是非常小的。

表示：在我們測試管 DNA 看起來像塵埃，高盛。

事實上樣品是太小了當它到達了它看起來像試管是空。

目前的技術是過於昂貴，不但是最長期歸檔所有競爭。

但高盛是有信心的價格將會下降在 DNA 研究中的持續關注。

如果合成 DNA 的成本下降倍，今後十年，他說是 100 的可能的他說，技術將磁帶檔案至少 50 年內擴展的一樣便宜。

這是因為與不同的磁帶，必須定期重寫，DNA 保持不變，只要它存儲在地方這就是冷，乾燥和黑暗。

目前的工作遵循去年團隊，包括哈佛大學醫學院的 Sriram Kosuri 所做的類似研究。

他的小組使用的編碼方案，涉及雙邊投資條約，而不是 trits，其中包括相對較少冗余。

不過，他說這兩種技術不過是"同樣的概念，類似辦法將添加兩組研究顯示 DNA 存儲中，以將接近體重秤，應該對投資者利益的"。

最新的研究發表在自然.

關於作者

愛德溫 · 卡特是一個設在羅馬的科學作家

 

引用：http://translator.live.com/bv.aspx?ref=IE8Activity&from=&to=zh-CHT&a=http%3a%2f%2fphysicsworld.com%2fcws%2farticle%2fnews%2f2013%2fjan%2f23%2fdigital-files-stored-and-retrieved-using-dna-memory