«Κασέτα DNA» αποθηκεύει έως και 1,5 εκατ. φορές περισσότερα δεδομένα από ένα smartphone

Σας τελειώνει ο αποθηκευτικός χώρος στο κινητό; Μην αναβαθμίσετε ακόμα τη συνδρομή σας στο cloud… Επιστήμονες στην Κίνα ανακάλυψαν ότι εικόνες, κείμενα και άλλα ψηφιακά δεδομένα μπορούν να αποθηκευτούν σε αλυσίδες DNA, ενσωματωμένες σε μια πλαστική ταινία μήκους 100 μέτρων, ικανή να αποθηκεύσει το ισοδύναμο 3 δισεκατομμυρίων τραγουδιών.

Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances, η ταινία αυτή μπορεί να τοποθετηθεί σε έναν ειδικό «αναγνώστη», παρόμοιο με κασετόφωνο, ο οποίος σαρώνει την επιφάνειά της, εντοπίζει το επιθυμητό αρχείο και το ανακτά κατά παραγγελία.

Πώς αποθηκεύεται και διαβάζεται

Το DNA, η διπλή έλικα που αποτελεί τη βάση της ζωής, είναι φτιαγμένο από τέσσερις χημικές βάσεις – αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη και θυμίνη. Με παρόμοιο τρόπο, κάθε ψηφιακό αρχείο βασίζεται σε ακολουθίες από 0 και 1. Αν κάθε βάση αντιστοιχιστεί σε συγκεκριμένα δυαδικά μοτίβα, τότε το τεχνητό DNA μπορεί να κωδικοποιήσει ψηφιακά δεδομένα. Οι επιστήμονες κατασκεύασαν τέτοιες αλυσίδες στο εργαστήριο και στη συνέχεια τις εναπόθεσαν πάνω σε μια μακριά πολυμερική ταινία, αναφέρει το LiveScience.

Κάθε τμήμα της ταινίας φέρει έναν ραβδωτό κώδικα (barcode) που υποδεικνύει ποιο αρχείο περιέχεται εκεί. Ο αναγνώστης χρησιμοποιεί κάμερα για να εντοπίσει το σωστό σημείο και έπειτα βυθίζει την περιοχή σε ειδικό διάλυμα, απελευθερώνοντας το DNA. Ακολουθεί η αλληλούχιση των βάσεων και η «μετάφρασή» τους στον αρχικό ψηφιακό κώδικα.

Απίστευτη χωρητικότητα και αντοχή

Οι δυνατότητες είναι εντυπωσιακές. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι μια ταινία μήκους περίπου ενός χιλιομέτρου θα μπορούσε να αποθηκεύσει έως 362.000 τεραμπάιτ δεδομένων – το ισοδύναμο περίπου 60 δισεκατομμυρίων φωτογραφιών. Συγκριτικά, οι περισσότεροι φορητοί υπολογιστές διαθέτουν 0,5 έως 2 TB, ενώ τα σύγχρονα smartphones ξεκινούν συνήθως από 128 ή 256 GB.

Πέρα από την τεράστια χωρητικότητα, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει και η αντοχή στον χρόνο. Τα μόρια DNA προστατεύονται μέσα σε μεταλλικά-οργανικά πλαίσια (MOF), μικροσκοπικά «κλουβιά» από ιόντα ψευδαργύρου. Σύμφωνα με τα πειράματα, τα δεδομένα μπορούν να διατηρηθούν για περισσότερα από 345 χρόνια σε θερμοκρασία δωματίου ή ακόμη και για 20.000 χρόνια στους 0 βαθμούς Κελσίου. Ακόμη και αν η ταινία σπάσει, μπορεί να επισκευαστεί απλά με διαφανή κολλητική ταινία.

Το σύστημα επιτρέπει όχι μόνο την ανάκτηση, αλλά και την τροποποίηση ή διαγραφή αρχείων, κάτι πρωτοποριακό μέχρι σήμερα στην αποθήκευση δεδομένων σε DNA. Παράλληλα, η διαδικασία είναι πλήρως αυτοματοποιημένη και μπορεί να διαχειριστεί τόσο δεδομένα που χρησιμοποιούνται συχνά όσο και δεδομένα αρχείου.

Τα μειονεκτήματα

Ωστόσο, υπάρχουν αρκετά ακόμη προβλήματα που πρέπει να λυθούν. Η σύνθεση DNA εξακολουθεί να είναι ακριβή και χρονοβόρα, ενώ η ανάκτηση ενός μόνο αρχείου μπορεί να διαρκέσει περίπου 25 λεπτά. Έτσι, προς το παρόν, η τεχνολογία δεν αποτελεί ρεαλιστική λύση για καθημερινή χρήση.

Παρά ταύτα, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι στο μέλλον η αποθήκευση δεδομένων σε DNA θα μπορούσε να μειώσει την εξάρτηση από τα ενεργοβόρα κέντρα δεδομένων και να προσφέρει μια συμπαγή, μακροχρόνια λύση για τον ψηφιακό όγκο που αυξάνεται ραγδαία.