Különleges kazettát építettek a sencseni Déli Tudományos és Technológiai Egyetem (SUST) biomérnökei. A tudósok egy olyan adattároló eszközt készítettek, amely DNS-szálakként képes digitális adatokat tárolni egy vékony műanyag szalagon. Egyetlen prototípus 36 petabájtot tartalmaz, ami körülbelül egymillió gigabájt információt jelent. Ez több mint hárommilliárd dal tárolására elegendő.
A DNS – köztudottan – számos más alkotóelem mellett négy heterocikulusos bázisból épül fel. Ez
- az adenin – A,
- a guanin – G,
- a citozin – C, valamint
- a timin – T.
Ezek tárolják a genetikai információkat. A kínai mérnökök elérték, hogy a rendszerben található digitális fájlok A, T, C és G szekvenciákká alakuljanak, amelyek helyettesítik a számítógépek által használt bináris nyelvet, vagyis a nullákat és az egyeseket.
A tudósok rövid szintetikus DNS-szálakat nyomtattak egy rugalmas műanyag fóliára, ezután a fóliát felvágták és feltekerték egy vékony szalaggá, amely simán mozoghat a tekercsek között – összegzi a fejlesztés lényegét az Earth.com. Az eljárás tudományos publikációja a Science Advances című lapban jelent meg.
A csoport azt szerette volna, ha a kazetta illeszkedik a laboratóriumokban már használt DNS-gépekhez. Ennek köszönhetően a szalagot úgy tervezték, hogy a standard DNS-író és -szekvenáló eszközök kölcsönhatásba tudjanak lépni az egyes részekkel.
Hszingjü Csiang, a tanulmány szerzője szerint a szalagot úgy alakították ki, hogy annak mentén fehér blokkok szívják fel a DNS-oldatot. A vízlepergető tintával bevont fekete csíkok megakadályozzák a folyadék oldalirányú terjedését. Minden fehér blokk egy különálló DNS-darabot tartalmaz, egy apró partíciót, ami egy kis különálló tárolórészt jelent a szalagon.
A kutatók számításai szerint egy valamivel több mint 800 méter hosszú szalagon körülbelül 550 000 ilyen fájlhely található. A tesztek során a rendszer másodpercenként körülbelül 1570 különböző fájlpozíciót tudott megtalálni a mozgó szalagon.
Váltás kell
A világnak szüksége van a jelenlegi adattárolók modernizálására, ugyanis lassan olyan mennyiségű adat keletkezik, amit már nagyon nehéz lesz tárolni és kezelni. Egy iparági elemzés szerint a tárolt adatok teljes mennyisége a következő években már elérheti a 175 billió gigabájtot. Ez nemcsak az adatközpontok létesítése szempontjából jelent óriási kihívást, az energiaellátásuk is óriási terhet ró a környezetre.
Az Egyesült Államokban az adatközpontok jelenleg a teljes energiafogyasztás 4,4 százalékát teszik ki.
Emiatt jött képbe a DNS, ami hatalmas mennyiségű adatot képes egy apró helyen tárolni. A SUST mérnökei szerint egyetlen gramm DNS körülbelül 455 exabájtot, azaz nagyjából 455 milliárd gigabájtot képes tárolni. Ez nemcsak a mennyiség, de a minőségi adattárolást is megoldaná, a DNS felezési ideje ugyanis nagyjából 521 év, vagyis meglehetősen sokáig képes lenne megőrizni az információt egy ilyen szerkezet.
A korábbi vizsgálatok már kimutatták, hogy a szilícium-dioxid alapú anyagokba zárt DNS képes lehet évszázadokig megőrizni a digitális információkat, még magas hőmérsékleten is. Szobahőmérsékleten nagyjából 300 évig lehet stabil a DNS, hűvös helyeken, például magas hegységekben azonban ez az idő több tízezer évre toldóhat ki, mivel ilyen környezetben a DNS is konzerválódik.
A kutatók szerint egyelőre a sebességgel van a gond, egy adat másolása egyik szalagról a másikra néhány száz kilobájt esetében is több tízpercet vett igénybe. Ha ezt a korlátot sikerülne leküzdeni, az óriási előrelépés lenne az adattárolás terén.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
