ДНК-комп'ютери все ближче
Останнім часом ДНК привертає до себе все більше уваги як альтернатива традиційним накопичувачів. Її переваги в її ємності: наприклад, Європейська організація з ядерних досліджень (ЦЕРН), що оперує відомим Великим адронним колайдером, щорічно виробляє 15 петабайт інформації. Скільки для цього потрібно жорстких дисків, або CD, або магнітної плівки, можете підрахувати самі. А ось ДНК для цього знадобиться всього близько 7 грамів - якщо, звичайно, скористатися методом кодування, запропонованим групою дослідників з Європейської молекулярно-біологічної лабораторії в Гейдельберзі (EMBL, Німеччина).
Взагалі кажучи, не так давно ми вже повідомляли про революційну роботу фахівців з Гарварду (США), чий метод дозволяє записувати інформацію в ДНК без участі живої клітини. У своїх експериментах учені з EMBL оперували тим же кількістю інформації, що і гарвардци, - приблизно 5,2 млн біт. У чому ж відмінність двох способів? В технології кодування. Вчені з Гарварда використовували простий код, в якому різні підстави ДНК відповідали нулю (аденін і цитозин) або одиниці (гуанін і тимін). Такий спосіб часто приводив до появи довгих фрагментів, що складаються з однієї літери, а секвеніруют машиною на таких монотонних шматках схильна помилятися, тобто з'являється відчутний ризик спотворення інформації.
Дослідники з EMBL ускладнили код, зробивши так, щоб кожному байту (який, як відомо, дорівнює восьми бітам) відповідало якесь "слово" з п'яти букв-основ (наприклад, ААСТТ). Крім того, вони розбили весь масив інформації на перекриваються ДНК-фрагменти по 117 нуклеотидів (в яких, згідно з вихідної роботі, містився також адреса цього конкретного інформаційного шматка). Взаємне перекривання дозволяло перевірити помилку, визначивши положення інформаційного фрагмента щодо трьох інших. Іншими словами, створено інформаційний контекст, який дозволяє правильно прочитати слово, навіть якщо в нього через помилки закрадалася певна двозначність. Наприклад, слово "лук" може існувати на рівних правах зі словом "луг", але контекст помилитися не дасть: з "луки" не вистрілить.
За допомогою цього методу дослідники перетворили в ДНК 154 шекспірівських сонета, аудіозапис промови Мартіна Лютера Кінга "У мене є мрія", класичну статтю Уотсона і Крика, присвячену структурі ДНК, фото співробітників інституту і опис використаного методу конвертації інформації в ДНК. Як повідомляють автори роботи в журналі Nature, їм вдалося відновити вихідну інформацію з ДНК зі 100-відсотковою точністю.
Носії інформації на основі ДНК можуть стати не тільки більш місткими, але і більш надійними, ніж звичні нам вінчестери і компакт-диски. Зрештою, ДНК мамонта пролежала в холодній землі 60 тисяч років майже без інформаційних втрат. Але поки що головною проблемою таких ДНК-інформаційних маніпуляцій залишається їх висока вартість. Кодування в ДНК одного мегабайта обійшлося в 12 400 доларів. Ще 220 доларів знадобляться для вилучення і повернення цього мегабайта з і в ДНК. Втім, самі дослідники переконані, що метод з часом подешевшає і вже через півстоліття з його допомогою можна буде, наприклад, обробляти великі масиви важливою, але рідко використовуваної інформації (на кшталт тих же даних з ВАКу).
