Китай построи първия в света ДНК принтер за съхранение на данни

Китайската академия на науките представи първата в света мастиленоструйна система за печат на ДНК, базирана на принципа на „подвижен шрифт“.

Това революционно изобретение, което значително превъзхожда своите конкуренти по скорост и радикално намалява разходите, може да предефинира бъдещето на съхранението на данни.

Устройството Bi Sheng-1 с площ от около шест квадратни метра записва данни в генетичен материал с висока точност на декодиране.

Това постижение може да бъде пробив в задаващата се криза със съхранението на данни.

С глобалния обем на данни, който се очаква да достигне 394 зетабайта до 2028 г., традиционните силиконови носители за съхранение вече се борят да се справят с натоварването, изправени пред нарастващи разходи за енергия и физически ограничения.

Учените отдавна признават ДНК като забележителен естествен носител на данни.

Информацията може да бъде кодирана в ДНК последователност чрез картографиране на двоичен код (0 и 1) към четири нуклеотидни бази (A, T, C, G).

Невероятно е, но само един килограм ДНК може да съхранява всички съществуващи данни в продължение на векове.

Съществуващите технологии за съхранение на ДНК обаче изискват синтеза на дълги нишки ДНК за всяка част от данните, което прави процеса бавен, скъп и предотвратява ефективно повторно използване на общи елементи.

Вдъхновени от китайския печат с подвижни шрифтове от XI век, китайски учени разработиха система, при която къси фрагменти от ДНК (24 базови двойки) се създават предварително, за да действат като „типове“ за многократна употреба.

Тези блокове могат да бъдат директно съхранени в плазмиди in vitro или в живи организми, като бактериите Е. coli. Освен това те могат да бъдат копирани просто чрез възпроизвеждане на бактерии.

В експерименти, описани в сп. Advanced Science, устройството отпечата 168 000 ДНК букви само за пет часа, използвайки многоетапен метод за ензимно свързване.

Резултатът е съхраняването на 43,7 KB данни от четири файла (китайска поема, снимка на панда, народна песен и кратко видео) със скорост 4 байта в секунда.

За сравнение, най-добрите търговски ДНК синтезатори на пазара днес имат скорост на запис от само 0,49 байта в секунда.

Благодарение на древната мъдрост и инженерните иновации, учените успяха да намалят разходите за съхранение на ДНК данни до $122 за MB, далеч под най-добрата търговска цена от $3260 за MB.

Разработчиците виждат ДНК принтера като крайъгълен камък на мащабируема екосистема за съхранение на данни, която може да се използва за медицински архиви, записи за наблюдение и опазване на културното наследство.

Следващото поколение на системата, Bi Sheng-2, ще бъде много по-компактна.