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DNA是生物學中一切生物物種的生物資訊資料的儲存組織器官,生物資訊包括生理,遺傳,生殖等,透過中心法則和固定互補以及雙螺旋和可反覆扭旋等功能機制,可記錄和儲存海量的生命資訊和資料,其特點是具有穩定可靠性,儲存時間長,介質微小,不佔用空間且儲存量巨大等優勢,因而被現代高科技所看好而引用將作為新的資訊資料的儲存裝置而開發。
技術的未來不僅僅包括提高原始處理能力,而且還包括量子計算等 - 儲存也是一個嚴重的問題。我們已經生成了大量的資料,我們需要儲存的資料也只會增加。正如處理器多年來以新的和令人興奮的方式發展一樣,儲存領域也取得了很大進展。但目前儲存方法的變體不會長時間減少。值得慶幸的是,愛爾蘭科學家可能已經想出了一個解決方案 - 將資料儲存在DNA中。
據估計,到2025年,我們的全球年度資料生產水平將增加10倍 - 從16到160 ZB。目前的資料儲存方法不僅效率低下並達到可行的限度,而且在物理空間和能源消耗方面也非常苛刻。來自愛爾蘭沃特福德理工學院(WIT)的研究人員開發出一種使用細菌在一克DNA中儲存多達1ZB的方法。
WIT電信軟體和系統集團研究部主任Sasitharan Balasubramaniam博士表示: 當我們研究DNA時,就像細胞本身的軟體一樣,實際上儲存著細胞功能的程式碼。所以,當我們採取這一措施時,我們可以將其視為我們自己資料的儲存介質。在這種情況下,我們所做的就是將資訊轉換為數字資料,將其轉換成核苷酸,然後用它來儲存資訊。
目前設計的方法非常昂貴,但隨著時間的推移,成本應該會降低。該技術使用稱為質粒的雙重應變DNA分子編碼儲存在大腸桿菌的Novablue菌株中的資料。 Novablue細菌具有固定的位置,使其可用於儲存,並且可以透過釋放大腸桿菌的移動HB101菌株來轉移資料,該菌株使用稱為接合的過程來提取資料。抗生素四環素和鏈黴素用於控制這一過程。
該方法目前不僅價格昂貴,而且速度也很慢。目前資料檢索需要三天時間,但研究人員認為應該可以大大加快這一過程。裝置已經存在,可以在幾秒鐘內用於寫入DNA。
WIT分子生物學講師Lee Coffey博士表示: 就不同細菌和細胞之間DNA的轉移而言,反應中每秒一次發生數以百萬計的細胞。所以如果我們正在談論資料傳輸 - 讓細胞為我們從A點到B點帶來DNA - 目前這關係到它們遊動的速度。 但是如果我們正在討論將其降低到微流控的範圍,那麼我們正在談論轉移發生的毫秒數。
穩定性和安全性現在也是一個問題,但這項技術還處於早期階段。