Возможность хранения данных с помощью ДНК давно будоражит умы многих
учёных. Недавно исследователи Китайского университета Гонконга
обнародовали результаты своей работы в рамках проекта Bioencryption.
Они утверждают, что с помощью их способа хранения и считывания данных в
одном грамме бактерий можно уместить до 900 Тбайт информации.
Технология была создана в рамках международного конкурса iGEM-2010
(International Genetically Engineered Machine) и позволяет кодировать
информацию с помощью смешивания ДНК (DNA shuffling), а проверку точности
чтения осуществлять с помощью контрольных сумм.
Перед записью данных в молекулы информация должна быть преобразована
из двоичной системы, применяемой на ПК, в четверичную: по количеству
видов азотистых оснований нуклеотидов — аденин (A), тимин (T), цитозин
(C), гуанин (G).
Таким образом, к примеру, последовательность «iGEM», если представить
дело довольно условно, вначале должна быть переведена в двоичную
кодовую таблицу ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77), затем в
четверичную систему (105 → TCCT; 71 → ATTG; 69 → ATTT; 71 → ATGT), чтобы
в итоге превратиться в цепь нуклеотидов внутри ДНК.
iGEM → 1221 0113 0111 0131 → TCCT ATTG ATTT ATGT
Перед записью данных исследователи предлагают использовать алгоритм
сжатия DEFLATE, позволяющий уменьшать длину гомополимера и число
повторяющихся участков. В каждой «синтетической» клетке можно хранить не
более 1 Кбайт данных, а потому более объёмные информационные блоки
нужно разбивать на минимально адресуемые единицы, каждая из которых
имеет собственный заголовок (включает порядок размещения данных) и хвост
(включает контрольную сумму последовательности), и размещается в
4-уровневой иерархической структуре.
Учёные предлагают для хранения использовать бактерии E.coli DH5 α с
внедрёнными в них синтезированными ДНК. 1 грамм таких бактерий может
вместить столько же данных, сколько и 450 двухтерабайтных жёстких
дисков. Пока, впрочем, технология не представляет практического
интереса, потому что синтез ДНК чрезвычайно дорог.
В своей презентации исследователи отмечают, что в будущем подобную
систему можно использовать для хранения любой информации: от текста и
фотографий до аудио- и видеофайлов.
| 
