• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.03.2022
Михаил Орлов
5
50 721

Одного грамма ДНК достаточно, чтобы записать информацию объемом в несколько миллиардов гигабайт

4.9

ДНК — многофункциональная биомолекула с множеством природных ролей. Ранее ученые смогли найти для нее еще и ряд технических приложений: например, в качестве хранилища данных. Теперь им удалось увеличить емкость и повысить надежность «ДНК-флешки» за счет введения в нее семи дополнительных букв-нуклеотидов.

ДНК может быть хранилищем цифровой информации
ДНК может быть хранилищем цифровой информации / © Amazon.com / Автор: Sycophanta Duccius

Представьте ДНК, на которую вместо генов человека или, скажем, бактерии записаны музыка, изображения и другие медиафайлы. Сейчас такие устройства становятся реальностью. Технология «ДНК-флешки» существует уже несколько лет, однако в новой статье в Nano Letters ученые изменили химический состав этой молекулы и усовершенствовали технологии ее «чтения» (секвенирования). Благодаря этому они создали более емкий и устойчивый накопитель данных.

Эпоха цифровой информации сопровождается постоянным накоплением новых больших данных. При этом старые бумажные носители постоянно оцифровывают, чтобы сохранить в случае опасности и сэкономить пространство.

«ДНК — один из лучших, если не самый лучший вариант, особенно для хранения архивных данных», — говорит Чао Пань (Chao Pan), участвовавший в новом исследовании. Его коллега Касра Табатабаи (S. Kasra Tabatabaei) добавляет: «Ежедневно интернет генерирует несколько петабайт данных (десять в пятнадцатой степени байт. — Прим. ред.). Всего одного грамма ДНК достаточно, чтобы сохранить этот объем информации. Настолько велика емкость ДНК как цифрового хранилища».

К тому же ДНК очень устойчива и долговечна. Эта биомолекула сохраняется в окружающей среде десятки и даже тысячи лет, не теряя закодированную в ней информацию. Благодаря этому ученые извлекают и секвенируют ДНК из давно погибших и окаменевших организмов.

Обычно ДНК представляет собой спираль из двух цепочек, каждая из которых образована «буквами» четырех видов — это так называемые нуклеотиды: A, T, C и G. Именно в их последовательности — или, как говорят молекулярные биологи, первичной структуре — закодирована генетическая информация.

Однако авторам новой статьи этого показалось недостаточно. Они дополнили четыре природных нуклеотида ДНК семью новыми, которые имеют другую структуру. Выходит, их версия ДНК состоит из 11 различных букв — это намного повысило информационную емкость молекулы.

«Мы опробовали 77 разных комбинаций этих 11 нуклеотидов и выяснили, что наш метод их превосходно различает», — утверждает Пань. Он назвал задействованную платформу универсальной и способной успешно различать химически модифицированные нуклеотиды при решении других задач.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Сегодня, 11:27
Александр Березин

Глава подразделения NASA по системам исследования Луны объяснила ранее неизвестное публике условие для высадки людей на спутнике Земли в сентябре 2026 года. Скептики оценили это заявление как стремление Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США переложить ответственность за срыв сроков лунной высадки на кого-то еще.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

Panpsychorealism
23.07.2022
-
1
+
Есть теория, что если микроскопическую чёрную дыру с контролируемым ростом поместить в живую оболочку с наномозгом, накачать гигабайтами информации, то это разумное существо сможет установить связь с параллельными мирами и через кротовую нору качать суперзнания: panpsy.de
Kiridan
12.03.2022
-
0
+
Это всё, безусловно, круто, но главная проблема днк-памяти сейчас – это её скорость.
Arma Dock
11.03.2022
-
0
+
Я думаю было бы здорово. Могли бы появится био компьютеры. Только представьте. Вы сидите за кожаным креслом а в вашем ПК бурлит жидкость что бы там поддерживалась био жизнь. Микроорганизмы отвечают за оперативную память, ДНК за долговечную, а вместо процессора мозг птицы. С начала будет казаться фу, но после вы будите обтягивать кожей ПК, стол, мышку, Клаву. И получится отдельный организм со своей кожей.... Может быть именно этот ПК захватит мир)
Asmite Qielee
07.03.2022
-
0
+
В связи с этим вспоминаются бодренькие статьи о количестве информации во вселенной. Никогда не понимал, каким местом они рассчитывают количество информации. Или откуда у них такие примитивные представления об информации
    Kiridan
    12.03.2022
    -
    0
    +
    Рассчитали примерное количество частиц во вселенной и задали условие, что на одну частицу – один байт. Вот и, собственно, всё волшебство.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: