Človeštvo ima velik problem s shranjevanjem podatkov. V zadnjih dveh letih so ljudje ustvarili več informacij kot v celotni prejšnji zgodovini. In ta tok informacij bo kmalu presegel zmogljivost trdih diskov.
Raziskovalci pravijo, da so našli nov način za kodiranje digitalnih informacij v DNK. En gram DNK lahko shrani 215 petabajtov (215 milijonov gigabajtov) podatkov. Tako bodo vse informacije, ki jih je kdajkoli ustvarila oseba, zasedle posodo velikosti nekaj tovornjakov.
DNA ima veliko prednosti za shranjevanje digitalnih informacij. Je izjemno kompakten in ga lahko na tisoče let hranite v hladnem in suhem prostoru. In ljudje jo bodo lahko vedno razvozlali. "DNK se sčasoma ne razgradi kot kasete ali diski in ne zastara," pravi Yaniv Ehrlich, znanstvenica z univerze Columbia (ZDA).
Znanstveniki digitalne podatke v DNK hranijo od leta 2012, ko so genetiki z univerze Harvard (ZDA) George Church, Sree Kosuri in njihovi kolegi knjigo z 52 tisoč besedami šifrirali v tisoče fragmentov DNK s pomočjo pramenov iz štiričrkovne abecede - A, G, T in C za kodiranje ničle in enote digitalizirane datoteke.
Ta sistem šifriranja je bil razmeroma neučinkovit in je lahko shranil le 1,28 petabajtov na gram DNK. Drugi pristopi so delovali bolje. Toda nobena ni dovolila, da bi DNA ohranila več kot polovico svoje največje zmogljivosti. DNA lahko vzdrži približno 1,8 bitov na DNA nukleotid (število ne doseže 2 bitov zaradi redkih, a neizogibnih napak pri branju in pisanju).
Ehrlich se je odločil, da se bo približal tej meji. Zato sta se z Dino Zilinski obrnila na algoritme, ki so bili uporabljeni za šifriranje in dešifriranje informacij. Začeli so s šestimi datotekami, ki so vključevale celoten računalniški operacijski sistem, računalniški virus, francoski film iz leta 1895 z naslovom Prihod vlaka na postajo La Ciotat in študijo teoretika Clauda Shannona iz leta 1948. Najprej so znanstveniki datoteke pretvorili v binarne nize enot in ničel, jih stisnili v eno osnovno datoteko in nato podatke razdelili na kratke nize binarne kode. Razvili so algoritem, imenovan "Fontana DNK", ki verige naključno pakira v tako imenovane "blobs". Raziskovalci so jim dodali dodatne oznake, da jih je bilo mogoče pozneje obnoviti v pravilnem vrstnem redu. Znanstveniki so skupaj pripravili digitalni seznam 72 tisoč verig DNA,vsak 200 znakov.
Promocijski video:
Kot besedilne datoteke so jih poslali v zagon Twist Bioscience v Kaliforniji, kjer so sintetizirali verige DNA. Dva tedna kasneje sta Ehrlich in Zilinski po pošti prejela ampulo s koščkom DNK, v kateri so bile šifrirane njihove datoteke. Za njihovo dešifriranje so znanstveniki uporabili sodobno tehnologijo zaporedja DNA. Zaporedja so bila poslana v računalnik, ki je genetsko kodo prevedel nazaj v binarno in z oznakami ponovno sestavil šest izvirnih datotek. Tehnologija je delovala tako dobro, da v novih datotekah ni bilo napak.
Vendar sta Kosuri in Ehrlich ugotovila, da novi pristop ni pripravljen za obsežno uporabo. Za sintezo 2 megabajtov informacij v datoteke so porabili 7 tisoč dolarjev, za branje pa še dva tisoč dolarjev. V primerjavi z drugimi oblikami shranjevanja podatkov je zapisovanje in branje iz DNK razmeroma počasno.