Maszyna do przechowywania danych DNA wielkości szkolnego autobusu

Rysunek koncepcyjny maszyny do przechowywania danych DNA Dzięki uprzejmości KATALOGU

W świecie pełnym danych DNA to niezwykle kompaktowy sposób ich przechowywania. Dane na każdym iPhonie, komputerze i szafie serwerowej na świecie mogą zmieścić się na przykład w genetycznych literach jacuzzi. Jest również niezwykle trwały: DNA może przetrwać tysiące lat, o ile jest stosunkowo chłodne i suche.

Teraz jeden z raczkujących startupów w branży ujawnił plany dotyczące swojego prototypowego urządzenia do przechowywania danych: ogromnej maszyny wielkości szkolnego autobusu, która pewnego dnia może przekształcić filmy lub archiwa danych w niewidzialne fragmenty DNA. Urządzenie jest budowane przez Catalog Technologies wraz z brytyjską firmą Cambridge Consultants, poinformowano o tym w dniu dzisiejszym.

Naukowcy stoją przed częściowo ukończonym prototypem maszyny do przechowywania danych DNA w Bostonie. KATALOG

Kilka zespołów już pokazało, że można przechowywać GIF-y, książki, karty podarunkowe i inne dane w DNA, a następnie odzyskaj te pliki.

Problem polega na tym, że konwersja bitów na As, G, C i T kodu genetycznego jest powolna, a pobieranie danych jest pracochłonnym procesem. Koszt produkcji dostosowanego DNA jest również wysoki, sięga prawie miliona dolarów na przechowywanie kilku płyt DVD o wysokiej rozdzielczości.

Katalog twierdzi, że jego system jest mniej kosztowny. Zamiast syntetyzować unikalne nici DNA, proces obejmuje łączenie niedrogich, krótkich, gotowych nici DNA w dłuższe fragmenty DNA, które niosą informacje.

Hyunjun Park, dyrektor generalny i współzałożyciel Catalog, porównuje ten proces do sposobu, w jaki metalowe litery są łączone w słowa w staromodnej prasie drukarskiej.

Firmy dostarczyły przebłyski swojej maszyny, aby Przegląd technologii MIT , w tym renderowanie (pokazane powyżej) tego, jak będzie wyglądało laboratorium do samodzielnego montażu oraz zdjęcie inżynierów przygotowujących prototyp.

Według Parka pojedyncza prototypowa maszyna zostanie ukończona na początku przyszłego roku i będzie w stanie zapisywać jeden terabit danych w DNA dziennie. To mniej więcej tyle danych, ile mieści się na laptopie. Wciąż za mało, ale jest większy niż to, co kiedykolwiek zostało zrobione, mówi.

Park mówi, że rzeczywisty system komercyjny — pojedyncza maszyna lub ich grupa, które mogą przechowywać petabit danych dziennie — nie będzie gotowy do 2021 roku.

I spójrzmy prawdzie w oczy, ta rzecz jest ogromna. To nie jest pendrive. Rendering pokazuje drzwi i wystarczająco dużo miejsca w środku dla kilku techników. W środku będzie musiało znajdować się sto worków lub butelek gotowego DNA, a następnie zautomatyzowane laboratorium do mieszania nici i wykonywania miliardów reakcji. Będziesz także musiał wcisnąć maszynę do sekwencjonowania DNA – może kilka z nich – aby odzyskać dane. Rendering przypomina ENIAC, wczesny komputer zbudowany w latach 40. XX wieku na Uniwersytecie Pensylwanii, który świecił ponad 18 000 lamp próżniowych i wypełniał duży pokój.

To pierwszy w historii. Może się skurczyć, ale nie podjęliśmy jeszcze tego wyzwania na nosie, mówi Richard Hammond, szef biologii syntetycznej w Cambridge Consultants, która zajmuje się niestandardowymi projektami inżynierskimi.

Firma Catalog, która tego lata zebrała 9 milionów dolarów w funduszach venture, początkowo nie będzie sprzedawać maszyn. Zamiast tego, gdy pojedyncze prototypowe urządzenie zostanie ukończone, firma planuje umożliwić partnerom wypróbowanie przechowywania plików w DNA jako usługi — chociaż Park nie mówi, czy któryś z nich już się zarejestrował.

Ponieważ zamiana bitów w DNA i odzyskanie informacji trwa tak długo, nie oczekuj przechowywania danych DNA w telefonie. Technika ta mogłaby raczej zastąpić długoterminowe przechowywanie archiwalne na taśmach magnetycznych.

Catalog ukrywał swoje podejście, co skłoniło innych naukowców do stwierdzenia, że ​​nie mogą ocenić, czy ma to sens. Victor V. Zhirnov z Semiconductor Research Corporation w Durham w Północnej Karolinie, która śledzi rozwój w przechowywaniu DNA, twierdzi, że pomysł na bibliotekę firmy jest teoretycznie opłacalny ekonomicznie.

W ten sposób nie muszą syntetyzować nowego DNA dla każdej nowej informacji do przechowywania, zamiast tego muszą po prostu zremiksować swoje prefabrykowane DNA, dodaje.

Catalog nie jest jedyną firmą, która ma nadzieję na zwiększenie skali przechowywania DNA. Luis Ceze z Uniwersytetu Waszyngtońskiego współpracuje z firmą Microsoft, która również ma w planach komercyjny system przechowywania danych DNA, a także chce zautomatyzować ten proces.

Obie grupy ubiegają się o fundusze z IARPA, organizacji badawczej amerykańskich agencji wywiadowczych, które: w maju 2018 powiedział, że rozda miliony w kontraktach na sposoby przechowywania danych w molekułach biologicznych.

ukryć