Цифрову інформацію можна зберігати в ДНК більше мільйона років
Здійснені в останні роки спроби використовувати ДНК для запису цифрової інформації значних успіхів не принесли. Науковцям не вдалося домогтися задовільної надійності зберігання в біополімерах: вони не змогли забезпечити ефективної обробки помилок та запропонувати фізичний метод довготривалого зберігання ДНК.
На прикладі знахідок останків мамонтів та ведмедів у вічній мерзлоті відомо, що секвенування (відновлення генетичної послідовності) можливо для ДНК віком не більше декількох сотень тисяч років.
У статті для журналу Angewandte Chemie, Роберт Грасс (Robert N. Grass) з колегами з Вищої технічної школи Цюріха (ETH Zurich) показали, що сфери із силікатного (кварцового) скла можуть впоратися із цим завданням набагато краще.
Для того, щоб порівняти різні технології зберігання швейцарські вчені протягом чотирьох тижнів піддавали зразки чистої кристалічної ДНК, ДНК на фільтрі, в біополімерний матриці та в силікатних сферах впливу підвищених температур (60-70°C) або різних рівнів вологості. Хімічне вбудовування білкових молекул в кварцове скло виявилося найкращим способом забезпечити їх цілісність. Екстраполяція показала, що ДНК, що зберігається таким способом при температурі -18°C, можна секвенувати та декодувати за запропонованою авторами схемою із корекцією помилок після більше мільйона років.
Для того, щоб продемонструвати придатність такого методу для зберігання цифрової інформації, вчені вибрали два древніх документа: Швейцарську Федеральну Хартію 1291 та Палімпсест Архімеда «Методи механічних теорем» в перекладі на англійську. Пари букв (два байти) текстового файлу транслювалися в трійки елементів, з отриманням у результаті послідовностей 158 нуклеотидів, які поєднали вихідну інформацію з надлишковими компонентами, потрібними для алгоритму корекції помилок Ріда-Соломона.
Джерела
- Цифровую информацию можно хранить в ДНК более миллиона лет 2015 «Компьютерное Обозрение»
- Grass R.N., Heckel R., Puddu M., Paunescu D., Stark W.J. Robust chemical preservation of digital information on DNA in silica with error-correcting codes. // Angew Chem Int Ed Engl. – 2015. – 54, №8. – P. 2552-2555 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201411378 doi:10.1002/anie.201411378 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201411378
