DNA分子は、情報の理想的な媒体です。それらは、驚くほどコンパクトで、安定しており、エネルギー効率が良く、信頼性があります。DNAにおける情報の実証された保存時間は35億年です。 4グラムのDNA分子は、理論的には、人類が1年で作成したすべての情報に対応できます。
科学者がDNAから情報を読み書きする便利な方法を探し続けているのは驚くことではありません。 2年前、香港の生物学者は数キロバイトの暗号化された情報を持つ合成大腸菌をセルに注入することができました 。 1グラムのバクテリアには約1000万個の細胞があり、そのようなストレージの情報密度はバクテリア1グラムあたり900 TBと見積もることができます。
現在、ジョージチャーチ（ジョージチャーチ）のリーダーシップの下、ケンブリッジ大学の専門家が中国の同僚に挑戦し、合成DNAに埋め込まれた情報量の新記録を樹立しました。 彼らは1ピコグラムの分子 （ピコグラム-1兆グラム）で本全体のテキストを書き留めることができました。 科学研究は2012年8月16日に Science誌に掲載されました。
DNAの情報をコード化するために、ヌクレオチドの数に応じて2次システムが使用されます（0 = A、1 = T、2 = C、3 = G）。 香港中文大学の専門家は、ASCIIテーブル（i = 105; G = 71; E = 69; M = 77）に従ってテキストを数字に翻訳し、その後、四次システム（105→1221; 71→0113; 69→0111; 77→0131 ）、ヌクレオチドチェーンに。
iGem→1221011301110131→ATCTATTGATTTATGT
ハーバードの専門家は別の方法を使用しました。 第一に、彼らは基本的に生物の使用を放棄し、市販のDNAチップで生成された分子に合成DNAを導入しました。 したがって、記録された情報は、宿主生物の進化中の遺伝子変異のために失われることはありません。
第二に、彼らはASCIIテキストではなく、バイナリコード-教会の最新の本をエンコードし、HTMLフォーマットとJPEGイラストを保持していました。 記述する前に、コードは96ビットブロックに分割されていました。 記録された情報の合計量は、これらのブロックの54898でした。つまり、サービス情報を含む約643キロバイトです。これは、各ブロックの19ビットの一意のアドレスです（下図の赤で表示）。
この実験では、1立方ミリメートルあたり5.5ペタビットの情報記録密度が達成されました。 この情報密度の指標は、量子ホログラフィーの分野での高度な開発と比較することができますが、極低温の作成が必要な場合、室温でDNA分子が心地よく感じられます。 「砂漠や庭のどこにでも放っておけば、40万年後にはそこにいるでしょう」と教会教授は言います。
もちろん、情報の書き込みと読み取り、つまりDNA合成とシーケンスは、磁気ドライブまたは光学ドライブの書き込みと読み取りよりもはるかに遅くなります。 したがって、生体分子は、頻繁な読み取りよりも、大量のデータの長期保存に適しています。
科学 、 ExtremeTech 、 ハーバード大学医学部 、 Habrahabr