Ученые смогли сохранить в ДНК 151 килобайт картинок

8 апреля 2016
801

Сотрудники исследовательского  подразделения Microsoft и университета Вашингтона усовершенствовали методику хранения данных в молекулах ДНК. Им удалось сохранить и затем прочитать четыре графических файла размером от пяти до 24 килобайт. Об этом в пятницу, 8 апреля, сообщает N+1. 

Тема хранения информации в ДНК вызывает интерес ученых по двум причинам: из-за высокой плотности (по примерным расчетам — до эксабайта, или миллиарда гигабайт, на кубический миллиметр) и надежности (период полужизни более 500 лет). Обращение к хранилищу производится существующими методиками синтеза ДНК (запись), ПЦР-амплификации и секвенирования (считывание).

На данный момент хранить данные таким образом слишком дорого, однако стоимость подобных технологий быстро снижается. 

Физической единицей хранения данных является последовательность из 100-200 нуклеотидов, которые содержат 500-100 бит. Таким образом, для хранения объекта данных необходимо множество таких фрагментов, собранных в пул.

Исследователи выбрали простую архитектуру ключ-значение (имя файла — содержимое файла). Ключом служит пара праймеров ПЦР, указывающих, какие именно фрагменты ДНК подлежат считыванию, то есть позволяющих проводить адресацию с произвольным доступом.

Проблема, стоящая перед учеными, состоит в том, что существующие технологии синтеза и секвенирования ДНК не защищены от ошибок, которые составляют до одного процента нуклеотидной последовательности. Чтобы преодолеть ее использовали модифицированное кодирование Голдмэна. Каждый олигонуклеотид с праймерами сохраняли в трех копиях. Доступ к ним производили с помощью логического оператора XOR, который позволяет по двум любым фрагментам ДНК восстановить третий.

Как отмечают исследователи, уровень такой избыточности хранения поддается настройке для достижения необходимой точности воспроизведения данных.

В ходе эксперимента ученых удалось записать в ДНК четыре графических файла. Каждый файл сохранили в двух копиях — кодированием Голдмэна и XOR-кодированием. В сумме восемь операций записи произвели 45 652 последовательности из 12 нуклеотидов общей емкостью 151 килобайт. После этого файлы успешно восстановили. 

Другие новости
Почти половина военных США сочли вероятным скорое начало большой войны Сегодня в 10:41 Эксперты назвали профессии с самыми высокими и низкими зарплатами в России Сегодня в 10:05 Стрельбу в Керчи будет расследовать куратор дел о теракте в метро Петербурга и пожаре в Кемерове Сегодня в 09:48 Правительство Крыма опубликовало список погибших в керченском колледже Сегодня в 09:25 На юго-востоке Москвы уровень сероводорода в воздухе превысил норму в три раза Сегодня в 08:52 Новый губернатор Хабаровского края решил продать правительственную яхту Сегодня в 08:24 РБК узнал о возможной отставке губернатора Мурманской области Сегодня в 07:36 Бэнкси объяснил неполное уничтожение картины «Девочка с шаром» Сегодня в 06:47 Погибшим при крушении Су-27 во время учений на Украине оказался подполковник из Калифорнии Сегодня в 06:02 Число погибших при атаке в Керчи выросло до 20 Сегодня в 05:09
Популярное у подписчиков Дождя за неделю