Якщо вчені зламуть ДНК-сховище даних, то Інтернет потрапить у склянку

В інтернеті не вистачає місця. Всі оновлення на Facebook, тріумфальні твітти в Twitter і повідомлення в Instagram, що просвічують в повітрі, в кінцевому рахунку потребують фізичного житла, але з "цифровим всесвітом", який, як очікується, зросте до 16 зеттабайт - це еквівалент 4 трлн DVD-диски - до наступного року нам потрібно буде створити кращу систему зберігання даних. На щастя, природа вже забезпечила нас проклятою ефективністю: ДНК вміщує в душі величезну кількість інформації в мікроскопічному просторі. Беручи це до уваги, група дослідників Microsoft намагається використати біологію, щоб приборкати нашу залежність від центрів обробки даних.

Це вражаюче зусилля і перші результати є багатообіцяючими. Але, мабуть, єдиним способом отримати уявлення про те, що може бути істотним проривом у зберіганні даних ДНК, є розгляд масштабу цієї речі. Скільки в Інтернеті може утримувати ДНК однієї клітини?

У доповіді, представленій на конференції ASPLOS 2016, присвяченій побудові «архітектурної підтримки» для швидко розширюється цифрового всесвіту, дослідники вказують, що ДНК може вмістити до 1 ексабайт (думаю: весь каталог Netflix, 3000 разів) кубічний міліметр. Для порівняння, найбільш щільними системами зберігання на ринку сьогодні є магнітні стрічки, які містять лише 10 гігабайт на кубічний міліметр. Раніше було оцінено, що лише 4 грами ДНК можуть зберігати всі цифрові дані, які ми створюємо щороку. Якщо ми припустимо, що зараз на Землі є десь в районі 15 зетабайт цифрової інформації, нам знадобиться приблизно 15 кубічних сантиметрів, щоб зберегти її на ДНК. Достатньо було б келиха.

Ці цифри вражають, але вони не є сюрпризом. Врешті-решт, кожна з наших клітин містить ДНК, що кодує весь людський геном, масу нуклеотидів, які, коли зігнуті в мікроскопічний куб, займуть близько 6,9 кубічних мікрометрів. Що стосується сховища, то це еквівалент 6,9 гігабайт - приблизно 1725 копій нового синглу Drake "One Dance" або близько двох копій Blu-Ray-якості нового Зоряні війни: Пробуджується сила. Якщо це вам не здається багато, майте на увазі, що кількість ДНК, про яку ми говоримо, не може бути видно навіть неозброєним оком. Тепер розглянемо, скільки разів ваш iPhone на 8 Гб вказав, що у вас залишилося місця для зберігання.

Це не перший раз, коли вчені зберігали цифрові дані у формі ДНК: у 2012 році команда вчених Гарвардського університету на чолі з доктором Джордж Черч кодувала 70 мільярдів копій їхньої книги Регенез: як синтетична біологія переосмислить природу і себе в ДНК в нуклеотидний формат. Отримана в результаті даних ДНК була достатньо маленькою, щоб поміститися на ескізі людини.

Ефективність в сторону, що робить ДНК таким привабливим варіантом зберігання є той факт, що він також неймовірно міцний. Як Церква зазначила, "Ви можете скинути його, де б ви не хотіли, в пустелі або на своєму задньому дворі, і це буде 400 тисяч років потому".

Враховуючи цю філософську крайність, дослідники Microsoft розглядали майбутнє зберігання в Інтернеті: «Зберігання на основі ДНК також має вигоду від вічної актуальності: доки існує життя на основі ДНК, існують вагомі причини для читання та маніпулювання ДНК ».