Zapisivanje podataka u DNK nije od jučer no istraživači sa Sveučilišta Columbia nedavno su učinili veliki iskorak, zapisujući podatke u DNK živih bakterija, objašnjava Science.

Kombiniranje molekula

"Ovaj rad uspostavlja izravni digitalno-biološki okvir za pohranu podataka i unapređuje našu sposobnost razmjene informacija između silicija i tijela baziranih na ugljiku", napisali su istraživači u svom radu u časopisu Nature Chemical Biology.

Da bi se digitalni podaci pohranili u DNK, potreban je sintetizator koji binarni format podataka sastavljen od nula i jedinica pretvara u organski kod. To se postiže raznim kombinacijama četiri baze molekule: adenina, gvanina, citozina i timina.

Ova metoda stvara brojne probleme. Između ostalog, što je kod duži to je rad sintesajzera manje točan. Istraživači su do sada zaobilazili to razbijanje koda na dijelove koje potom preslaguju DNK sekvenceri. Uz to, sinteza podataka za pohranu DNK nevjerojatno je skupa; cijene dosežu do 3500 dolara za sintezu megabita informacija. 

Problem je i činjenica da se DNK s vremenom razgrađuje, što znači da pohrana podataka ne traje vječno. U pokušaju da pronađu rješenje, istraživači sa Sveučilišta Columbia pokušali su otkriti može li se pohranjivanje podataka o DNK provesti sa živim organizmima.

Pokazalo se da pohranjivanjem u živi organizam podaci doista traju mnogo duže. Dapače, ti se podaci mogu prenositi na potomstvo organizma, čime im se dodatno produžuje vijek trajanja.

72 bita su samo početak

Istraživači sa Sveučilišta Columbia pod vodstvom Harrisa Wanga na ovom projektu rade posljednje dvije godine. Dosad su uspjeli kodirati 72 bita podataka u populaciju bakterijskih stanica kako bi pomoću njih ispisali poruku "Hello world!".

Istraživači su koristili tehniku uređivanja gena CRISPR za spajanje i uređivanje novih sekvenci u DNK kako bi podatke pohranili u aktivne gene. Naravno, 72 bita je neznatna količina podataka, no i to je nešto za početak. Istraživači moraju odgonetnuti i kako zaobići problem mutacija i replikacija DNK bakterija koje nose podatke.

Unatoč svim preprekama, znanstvenici vjeruju kako je pohrana podataka u DNK vrijedna truda. Činjenica je da se više od 10 bilijuna molekula DNK može stisnuti u jedan kubni centimetar. Dakle, barem u teoriji, kubični centimetar materijala mogao bi odjednom izvršiti 10 bilijuna izračuna i zadržati nevjerojatnih 10 terabajta podataka, dakle više informacija nego što se može pohraniti na ekvivalentan prostor današnjih računala.

U posljednje vrijeme pojavilo se još nekoliko studija koje se bave skladištenjem informacija u DNK. Istraživači sa Sveučilišta North Carolina nedavno su razvili novi sustav za upravljanje podacima u DNK, nazvan DORIS, koji djeluje na sobnoj temperaturi.

Iako rad istraživača Sveučilišta Columbia spada u pionirske pokušaje, korištenjem CRISPR genetskog uređivanja znanstvenici će možda stvoriti novi oblik računarstva koji će biti u rangu, ako ne i veća stvar od toliko razglašene kvantne računalne revolucije.