(Bilde: iStock, 19433537)

Forskere klarte å bruke DNA til datalagring

Får plass til utrolig mye data

Enkelte lesere husker kanskje forskeren som for noen år siden klarte å lagre hele sitt personlige genom på en iPod. Nå har en gruppe forskere gått motsatt vei – og lagret MP3-data på DNA-strenger.

Informasjonstettheten de klarte å oppnå tilsvarer 2 petabyte med data, per gram DNA. Det betyr at i en liten kopp med stoffet, kunne du fått plass til minst 100 millioner timer – altså langt over 11 000 år – med HD-video.

Begrenset plass

Å lese DNA har lenge gått forholdsvis greit, mens å skrive til det har bydd på problemer. Først og fremst har forskerne kun vært i stand til å fremstille svært korte strenger med stoffet, som begrenser hva de har hatt å arbeide med.

Et annet problem har vært at prosessene for både lesing og skriving har vært sårbare for feil. Dette er utfordringer som forskere ved EMBL-European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) ønsket å fikse.

Problemene er delvis at DNA inneholder fire typer syre, eller datatilstander, hver representert med én bokstav. Når den samme bokstaven har kommet flere ganger etter hverandre har dette kunnet forårsake feil.

Trinærkode ble løsningen

De fleste datasystemer lagrer informasjon i binærkode, altså med to typer datatilstander. Da forskerne hadde dobbelt så mange tilstander å benytte i DNA, bestemte de seg for å bruke dette til sin fordel.

– Vi visste at vi måtte lage kode ved bruk av korte DNA-strenger, og å gjøre det slik at en rekke med like bokstaver ville vært umulig, sier en av forskerne bak prosjektet, assisterende direktør ved EMBL-EBI Ewan Birney ifølge Phys.org.

– Så vi tenkte vi kunne bryte koden opp i masse overlappende fragmenter, som løp i begge retninger, med indeksering som viser hvor hvert fragment hører hjemme, og et kodeskjema som ikke tillater repetisjoner. Dermed måtte du hatt den samme feilen på fire fragmenter samtidig før en faktisk feil oppsto – og det vil være en sjelden sak, forklarer Birney.

Dette gjorde de ved hjelp av trinærkode – i den betydning at i tillegg til to grunnleggende datatilstander, brukte de en tredje for å bryte opp rekker med gjentagende tegn.

Laber overføringshastighet

Den nye teknikken førte til at forskerne kunne generere syntetisk DNA, laget av informasjonen de hadde kodet til dette formatet. For å få dette til begynte de et samarbeid med California-baserte Agilent Technologies.

Dette selskapet produserte så de flere hundre tusen fysiske DNA-strengene, og sendte dem over både et kontinent og et Atlanterhav, til de ventende forskerne.

Innholdet på DNA-et besto av et lydklipp i MP3-format av Martin Luther King som taler, et JPG-bilde av EMBL-EBI, en PDF-fil om DNA-strukturer, og alle Shakespeares sonetter i TXT-format – så vel som en fil som beskrev prosessen bak den nye DNA-koden.

Totalt tok dette opp 760 kB plass, og med et optimistisk estimat på at postgangen tok rundt ett døgn, gir dette en overføringshastighet på rundt 0,6 kB/s. Sluttresultatet så ut som et lite flak av støv, men EMBL-EBI-forskerne klarte å dekode filene uten feil.

Ekstrem levetid

På lang sikt har tradisjonell datalagring flere utfordringer, som DNA-lagring elegant omgår. Harddisker, magnetbånd, CD-er og NAND-basert minne vil, av forskjellige årsaker, blankes ut over tid.

DNA har det derimot med å vare i noen titusener av år før det bryter sammen, og vil nok aldri bli utdatert. Selv om måten vi lagrer informasjon på kan endre seg, vil den grunnleggende strukturen av DNA forbli den samme.

Ifølge Ars Technica vil DNA-lagring, med dagens teknologi, kun gi økonomisk mening hvis du vil ta vare på noe i mer enn 500 år. De påpeker imidlertid også at så fort som utviklingen går i dag, kan det ta bare et tiår før det vil være et fornuftig alternativ for lagring i et 50-års perspektiv.

Det er nok imidlertid enda lengre til «DNA-harddisker» kan bli aktuelt for den gjengse forbruker. Vi velger likevel, som Extremetech sin journalist, å håpe på at DNA-baserte lagringsenheter vil komme til en datamaskin nær oss innenfor vår levetid.

(Kilder: Phys.org, Extremetech, Ars Technica)

Norges beste mobilabonnement

August 2017

Kåret av Tek-redaksjonen

Jeg bruker lite data:

Komplett MiniFlex 1 GB


Jeg bruker middels mye data:

Chili Medium 5 GB


Jeg bruker mye data:

Komplett Maxiflex 12 GB


Jeg er superbruker:

Komplett Megaflex 30 GB


Finn billigste abonnement i vår mobilkalkulator

Forsiden akkurat nå

Til toppen