На спираль ДНК записали сонеты Шекспира
Фото: Рис.: Валентин ДРУЖИНИН.
ОТ ПАПИРУСА - К ФЛЕШКЕ
Когда наш обезьяноподобный предок превратился в человека, ему понадобилось где-то сохранять свои знания. Сначала гомо сапиенс царапал острым камушком на стенах пещер незатейливые рисунки. Потом, поумнев, стал выдавливать буквы на глиняных табличках. Дальше - сохранять информацию на бумаге, магнитных лентах, жестких дисках, флешках.
Но и этого мало! Ведь количество информации в ХХI веке растет как снежный ком. Взять хотя бы Большой адронный коллайдер, который ежегодно генерирует 16 петабайт, или 16 с пятнадцатью нулями байт, научной информации. Куда это все богатство девать?
- А давайте записывать на молекулу ДНК! - Такое предложение поступило недавно от группы ученых из трех научных учреждений: Европейского института биоинформатики из Великобритании, Европейской лаборатории молекулярной биологии из Германии и компании Agilent Technologies из США.
Напомним, что ДНК - это генетический сценарий, или программа, записанная в ядре клетки у всех живых организмов на Земле, от бледной спирохеты до человека. Эта программа закодирована на языке, в алфавите которого всего четыре буквы (или, используя компьютерную терминологию, букве соответствуют два бита). Каждая ее команда - ген - состоит из сотен тысяч букв кода, и гены определяют все сложнейшие функции клетки. По сути, ДНК - это нечто вроде жесткого диска компьютера, где Бог хранит информацию о всем мироздании.
Емкость такого "жесткого диска" грандиозна. По расчетам программистов, ДНК представляет собой миллиарды гигабайт, упакованные примерно в одном грамме носителей-макромолекул. И всего лишь миллиграмма хватило бы, чтобы, например, записать все книги Российской государственной библиотеки, и еще полно свободного места останется.
НА ВЕЧНОЕ ХРАНЕНИЕ
Вот на этот генетический винчестер и решили специалисты записывать все, что требует вечного хранения.
- Нам уже удалось в одной молекуле закодировать 154 сонета Шекспира, речь Мартина Лютера Кинга и тысячи фотографий, - хвастался один из разработчиков, молекулярный биолог Ник Голдман.
Как же они это сделали? Ученые сначала перевели всю подлежащую записи информацию в обычный бинарный код, состоящий из 0 и 1. Затем перевели код в троичный - 0, 1 и 2, чтобы избежать ошибок при декодировании. Далее эти данные были записаны последовательностями азотистых оснований ДНК, или так называемыми "молекулярными буквами" - А, G, C и Т. Так, например, первое слово шекспировской строки Thou art more lovely and more temperate ("Ты красивее и мягче") превратилось в TAGATGTGTACAGACTACGC.
Таким образом ученым удалось записать 2,2 миллиона гигабит информации, что эквивалентно 468 тысячам полных DVD-дисков. Внешне готовый "генетический контейнер" выглядел как щепотка органики в герметично запаянной пробирке, которая представляла собой массив синтезированных молекул ДНК.
Сонеты Шекспира удалось не только закодировать, но и прочесть, то есть распаковать информацию и со стопроцентной точностью ее воспроизвести.
Паникеры, конечно, увидели в новой технологии опасность: что, если такая ДНК попадет в организм человека или животного? Но разработчики успокаивают: синтезированная ДНК не может случайно врасти в геном, потому что в ней используется совершенно другой код, чем в клетках живых существ.
Ученые обещают, что ДНК-флешки уже через 10 - 20 лет заменят привычные для нас электронные накопители, потому что у них масса преимуществ. Во-первых, всего четыре грамма ДНК смогут записать в себя всю информацию, которую человечество производит в год. Во-вторых, для хранения не требуется никаких источников энергии. В-третьих, ДНК может хранить данные десятки тысяч лет - вспомните хорошую сохранность ДНК мамонтов. Главное, предупреждают специалисты, - хранить в сухом, прохладном, темном месте!
Подписывайтесь на нас в соц. сетях
