Wyobraź sobie, że w jednym gramie DNA można zmieścić setki milionów gigabajtów danych! Choć ta technologia miała ogromny potencjał, złożoność procesu kodowania sprawiała, że dotąd nie była w pełni wykorzystana. Kluczowym wyzwaniem było syntezowanie cząsteczek DNA „od zera” po ich zaprojektowaniu w celu zakodowania określonych informacji. Teraz chińscy naukowcy mogą zmienić oblicze tego innowacyjnego rozwiązania.

Zespół pod kierownictwem Long Qiana z Uniwersytetu Pekińskiego opracował metodę, która przyspiesza kodowanie informacji w DNA setki razy, inspirując się naturalnym procesem biologicznym, który napędza ekspresję genów. Jak podaje Polska Agencja Prasowa, postępy tej technologii mogą zbliżyć nas do praktycznych zastosowań na niespotykaną dotąd skalę.

Kodowanie danych w DNA – rewolucyjny krok naprzód

Naukowcy odkryli sposób na zakodowanie ogromnych ilości informacji, w tym obrazów, w tempie nieosiągalnym wcześniej. Przekształcili długie pasma DNA w kod binarny, czyli sekwencję jedynek i zer, używaną w komputerach do przechowywania danych.

Pracując z prefabrykowanymi szablonami DNA, naukowcy dodawali krótsze pasma DNA, co przypominało nawlekanie koralików na sznurek. Użyli też reakcji chemicznej do dodania całej grupy metylowej (CH3) do niektórych „koralików”, co umożliwiło stworzenie binarnego kodu – metylowane oczka stały się jedynkami, a nietaktyczne zera.

Zespół Qiana opracował innowacyjny sposób, który umożliwia równoległe przeprowadzanie wielu procesów. Dzięki specjalnemu „kodowi kreskowemu” dodanemu do każdego szablonu, mogli zapisać jednocześnie 350 jednostek informacji na próbce DNA, co przewyższa poprzednie metody setki razy.

Obrazy jako przykład możliwości

W ramach testów zespół zakodował i później odzyskał obrazy pandy oraz wizerunek tygrysa ze starożytnych Chin przy użyciu algorytmu korekcji błędów. Wyniki były imponujące – odzyskane obrazy odtworzono z dokładnością 97% lub wyższą, co potwierdza wiarygodność nowej technologii.

Przełomowy proces przyciąga studentów

Procedura okazała się na tyle prosta, że 60 studentów-wolontariuszy zdołało praktykować przechowywanie tekstu w próbkach DNA, wykorzystując zestawy do samodzielnego wykonania. Prosty sprzęt chemiczny do reakcji metylacji oraz program komputerowy, który tłumaczył ich słowa na kod, pozwolił na osiągnięcie niskiego wskaźnika błędów – poniżej 2%.

Zdaniem Qiana, ta innowacja mogłaby doprowadzić do stworzenia biurkowych drukarek DNA lub zestawów do przechowywania danych, które mogłyby znaleźć zastosowanie w domach lub małych organizacjach. Eksperci wskazują, że technologia DNA będzie szczególnie przydatna do archiwizacji, zwłaszcza że metodologia odczytu DNA z czasem ma szansę na dalszy rozwój.

Co to oznacza dla przyszłości?

Przechowywanie informacji w DNA to nie tylko kolejny krok w rewolucji technologicznej, ale również potencjalne rozwiązanie dla problemu rosnących potrzeb na pamięć masową. W obliczu wyzwań związanych z dużymi zbiorami danych, DNA może stać się kluczem do skutecznej i długoterminowej archiwizacji informacji.