DNA je nejstarší známý systém ukládání informací. Je tu miliardy let a byl už dávno předtím, než jsme začali používat tužku a papír nebo elektronická média. Pokusy o využívání DNA k ukládání dat generovaných lidmi zatím nemají perspektivu. To se ale může rychle změnit.
Důvodem dosavadního neúspěchu nejsou ani tak technologické potíže, jako náklady. Uložení jednoho gigabajtu dat do DNA by stálo několik milionů dolarů. Pokud stejné množství dat chcete uložit na pevný disk, přijde to na méně než jeden cent. Biotechnologická firma Catalog z Bostonu tvrdí, že v budoucnu budou náklady na ukládání dat do DNA nižší než 10 dolarů za giga.
Bajty v metru krychlovém
To je mnohonásobně levnější než teď, ale stále mnohonásobně dražší než současné ukládání dat na stávající paměťová média. Požadavky na skladování opravdu velkého množství dat mají potom ještě jeden rozměr – gigabajty uložené do prostoru krychlového metru.
Pevné disky zabírají nějaký prostor, může na nich být uloženo 30 milionů giga na metr krychlový. Metoda společnosti Catalog umožňuje uložit 600 miliard giga na stejně velkém prostoru. Pro organizace, jako jsou například filmová studia a laboratoře fyziky částic, které potřebují archivovat obrovské množství informací, se může brzy ukázat metoda ukládání dat do DNA jako výhodnější.
Vytváření nových molekul DNA je nákladné, ovšem pořizování jejich kopií je naopak levné, stejně jako jejich spojování.
Deoxyribonukleová kyselina (DNA) má informace uložené v bázích a pro zjednodušení je možné si představit, že každý soubor bude uložený v podobě více či méně velké molekuly DNA. Ty je samozřejmě pro stroje těžké číst – běžně pracují s nulami a jedničkami, kdežto struktura DNA je tvořena spárovanými bázemi.
Stovka molekul
Catalog přišel se zjednodušením. Systém firmy je založen na stovce různých molekul DNA, každá má deset párů bází. Pořadí těchto bází však nekóduje binární data (tedy nuly a jedničky) přímo. Krátké molekuly DNA jsou různě spojovány do delších, a to v libovolném pořadí. Pořadí krátkých molekulárních jednotek v rámci delší molekuly pak kóduje data, která mají být uložena. Spojování základní stovky molekul DNA do různě dlouhých molekul v různém pořadí přináší biliony kombinací, a tedy možnost uchovávat nepředstavitelné množství dat.
Do tří let má být vyrobeno ještě výkonnější zařízení, schopné zapisovat data 1000krát rychleji.
Vytváření nových molekul DNA je nákladné, ovšem pořizování jejich kopií je naopak levné, stejně jako jejich spojování. Důležitou vlastností tohoto způsobu ukládání je přesnost, zpětně jsou data s velkou pravděpodobností čtena správně. Dokonce i v případě, že sekvenční čtecí stroj dostane nějakou bázi či dvě chybné, je obvykle možné odhadnout „totožnost“ dané jednotky deseti základních párů a tím zachovat data.
Reklama
Za účelem dalšího zdokonalení metody spolupracuje Catalog se společností Cambridge Consultants (neplést s Cambridge Analaytica), ta prý pomůže vytvořit prototyp schopný každý den uložit asi 125 GB dat do DNA. Pokud vyvíjený stroj bude pracovat tak, jak je v plánu (má být připravený v příštím roce), do tří let má být vyrobeno ještě výkonnější zařízení, schopné zapisovat data 1000krát rychleji. Co to bude znamenat pro vědu a ukládání dat? Jak už víme z úvodu, tak DNA ze světa nevymizí tak rychle jako třeba tři a půlpalcové diskety.
foto: Shutterstock, zdroj: The Economist
