Ученым впервые удалось использовать молекулу ДНК для записи содержимого целой книги, состоящей из 53 тысяч слов, 11 изображений и небольшой компьютерной программы. Столько данных на генетическом материале человеку записывать еще не удавалось. Исследователи утверждают, что цена записи информации на такой носитель будет сокращаться настолько быстро, что через десятилетие этот способ хранения данных окажется дешевле, чем использующийся в современных картах памяти.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой химическое соединение, содержащее всю информацию о строении и функционировании организма. Объем этой информации так велик, а емкость ДНК столь огромна, что в одном грамме этого вещества может храниться до 455 миллиардов гигабайт данных. Это эквивалентно информации на 100 миллиардах DVD. ДНК обладает и другими преимуществами перед традиционными накопителями. Наряду с высокой плотностью записи информации, это высокая ее сохранность: данные можно считывать даже после нескольких тысяч лет хранения в условиях, далеких от идеальных.
Исследовательская группа под руководством Джорджа Чёрча из Гарвардской школы медицины продемонстрировала, что технология записи и считывания информации с использованием ДНК в качестве носителя имеет практическую ценность даже при всех своих нынешних недостатках. Ученые сообщают в журнале Science, что им удалось записать на ДНК 5,27 мегабайта данных, что в 600 раз больше, чем когда-либо прежде. Правда, на запись этого объема информации ушло несколько дней.
Чтобы сделать свой метод надежным и сократить издержки, ученые разбили данные на короткие блоки и составили некое подобие адресной книги, указывающей, где искать каждый из них. Компьютеры "читают" данные в двоичном коде, в виде нулей и единиц. ДНК же хранит их с помощью алфавита из особых "букв" - четырех нуклеотидов - аденина, цитозина, гуанина и тимина (A, C, G и T), которые кодируют геном. Чёрч и его коллеги использовали A и C для обозначения нулей, а G и T - единиц.
Синтезировав с помощью специальной автоматической установки нужные последовательности нуклеотидов, ученые получили набор из 96-битных блоков данных (96 нуклеотидов), к каждому из которых имеется 19-битный адрес для определения места блока в общем массиве (19 нуклеотидов), и техническая последовательность оснований, требуемая для облегчения считывания информации с помощью ДНК-секвенатора. При этом клетки живых организмов в эксперименте не использовались. "В этом просто не было необходимости", - отмечает соавтор статьи Шрирам Косури из института Уисса при Гарвардском университете. Считывали записанную таким путем информацию существующими средствами - с помощью автоматизированной полимеразно-цепной реакции (ПЦР) и параллельных ДНК-секвенаторов.
Книга, записанная учеными на ДНК, представляет собой черновик монографии, соавтором которой является руководитель исследования. Авторы статьи уже подали заявку на патент, однако отмечают, что предложенная ими технология пока не является конкурентноспособной при промышленном использовании. Однако стоимость необходимого оборудования падает, о чем, например, свидетельствует появление портативных секвенаторов. Косури предполагает, что мир стоит на пороге революции в ДНК-технологиях.