人工合成DNA存储,应对不断增加的海量数据

syfy   科幻新闻 99 0 评论

  从文本和推特,到电子邮件,档案,数码照片和视频,那么我们如何存储这些数据呢?

 

  目前,要在这个星球上储存10万亿字节的数据(这个数字每天增加250万兆字节),唯一的方法就是建立超级庞大的数据中心。每一天我们不断发布太多的数据,而现代存储技术已经无法满足字节的海啸式增长,但是大自然也许已为这个难题提供了解决方案。我们可以存储它,就像我们的身体存储生物数据——也就是DNA一样。

  这看起来像是生物与数字的融合。詹姆斯·巴纳尔(James Banal)领导的一项研究最近发表在《自然材料》(Nature Materials)杂志上,他认为这是可以实现的。

 

  人工合成DNA存储,应对不断增加的海量数据

 

 

  “现代数据存储系统需要成百上千个原子来存储一个比特,”巴纳尔说,“有了DNA,你可以在组成DNA核苷酸的大约30个原子中存储一些数据。”

 

  当许多分子单位或单体结合在一起时,它们就形成了一种类似DNA的聚合物。在存储我们产生的无穷无尽的数据方面,人工合成DNA可能被证明是极其有用的。DNA和核酸可以被合成为可伸缩的,因此无论在这种存储中抛出多少数据,都可以进行伸缩。

 

  人工合成DNA存储,应对不断增加的海量数据 

  DNA的另一个优点是它固有的韧性。虽然它可以降解(一些困扰着考古学家和古生物学家的东西),但它也展示了它能存活多久。迄今为止,最古老的基因组序列是一百万前的猛犸象。

 

  如果以DNA形式存储的数据被保存在受控的环境中,不需要暴露在化石或古代文明遗迹等元素中,那么分解的可能性也很小。DNA的密度也是闪存的1000倍,而且不会产生能量消耗。

 

  “DNA是一种非常强大的分子,”巴纳尔说。“我们可以从多年前的化石中提取DNA物质,这些化石中的DNA经历了极端环境。即使没有冷藏,DNA也可以长期保存,并保留它所保存的信息,这就是为什么它一旦形成就不消耗能量的原因。”

 

  使用DNA存储数据的另一个主要瓶颈是,很难从所有文件中挑选出想要的文件。此次开发的新的检索技术,研究人员将每个DNA文件封装到一个微小的二氧化硅磁珠中,每个磁珠都贴上了由单链DNA组成的「条形码」,与文件内容相对应。当想要提取一个特定的图像时,可以取出一个DNA样本,加入与目标标签相对应的引物——工作原理类似于贴纸的标签,你不必打开磁珠来发现里面有什么。

 

  这只是数据存储的一个新前沿。合成DNA比较昂贵,但随着快进数据存储方法的提高,最终将会降低成本。

 

  人工合成DNA存储,应对不断增加的海量数据 

  与基于硅的计算系统不同,基于DNA的存储和计算系统必须使用液体来转移DNA分子。流体本质上与电子不同,这意味着需要全新的技术解决方案使封装和贴标签的整个过程快速高效。

 

  (独家编译:科幻世界)

 

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