Otkrića

DNK kao hard-disk budućnosti

Samo jedan gram DNK, teoretski, ima kapacitet da uskladišti celokupne podatke giganata poput Gugla i Fejsbuka 

Tekst: Tijana Marković

Za razliku od tradicionalnih, papirnih spisa i knjiga, koje kroz istoriju poznajemo kao čuvare informacija, hard-diskovi i ostala moderna tehnologija nemaju ni izbliza toliko dug rok trajanja. Zbog toga, naučnici već neko vreme pokušavaju da pronađu najbolji način za što trajnije skladištenje informacija.

Naučnici sa ETH univerziteta u Cirihu smatraju da rešenje leži upravo u skladištenom sistemu podataka koji se nalazi u svakoj živoj ćeliji, u DNK. Došli su na ideju da iskoriste te kapacitete DNK i da ih iskombinuju sa stabilnošću DNK pronađene u fosilima.

Ono što čini DNK toliko primamljivom za odlaganje podataka jeste velika gustina informacija koje se mogu deponovati u nukleobazama. Svaka od njih može da predstavi najmanje jedan bit podataka, dok jedna živa ćelija može sadržati milione nukleobaza.

Samo jedan gram DNK, teoretski, ima kapacitet da uskladišti celokupne podatke giganata poput Gugla i Fejsbuka. Na ovaj način, jedan gram DNK bi mogao da sadrži 455 eksabajta, gde je jedan eksabajt ekvivalentan milijardi gigabajta.

Ako se uporede sa DNK, sve moderne magnetske i elektronske memorije predstavljaju prave patuljke po gustini smeštanja podataka.

Poznato je da genetski materijal može, na kompaktan način, sadržati velike količine informacija, ali pokušaji su do sada osujećeni hemijskom degradacijom i greškama u sekvenciranju, što dovodi do problema i nepouzdanosti preuzetih kodiranih podataka.

Problem sa DNK materijalom je njegovo prebrzo razlaganje, ali se održavanje integriteta podataka može postići zaštitom izolovane DNK. Istraživači  su ovaj problem rešili enkapsulacijom DNK iz „sintetičkih fosila“ napravljenih od stakla, kao što sama priroda štiti ovaj materijal u okamenjenim biomaterijama.

Zaštita DNK je praktičnija, bar fizički gledano, nego čuvanje magnetske trake, pre svega, zbog njene prevelike gustine čuvanja podataka. Jedna kapsula može da sadrži podatke svih magnetnih traka koje se nalaze na policama jednog većeg regala.

Međutim, skladištenje informacija u DNK nije nimalo trivijalno. Relativno je jasno da ono trenutno, i u bližoj budućnosti, neće moći potpuno da zameni hard-diskove. Kada se jednom unesu podaci u DNK materijal, ne može se izvršiti dalja modifikacija. Čitanje iz fosilnih silikata radi se rastvaranjem stakla u fluoridima i na taj način će se materijal izdvojiti neoštećen. Ipak, nakon razlaganja DNK, materijal ostaje nezaštićen i izložen drugim elementima, a time je i verovatnije njegovo oštećenje.

Tokom eksperimenta na Univerzitetu u Cirihu, kada su skladišteni i analizirani DNK lanci u simuliranom okruženju od pre 10.000 godina, na 40 stepeni Farenhajta (četiri stepena Celzijusa), pojavila se najmanje jedna greška u oko 80 odsto upotrebljenih lanaca. Oko osam odsto lanaca je potpuno izgubljeno.

Uprkos ovim podacima, istraživači iz Ciriha su optimistični da će u dogledno vreme rešiti ovakve probleme i tvrde da njihova istraživanja mogu da dovedu do „snimanja“ podataka u DNK koji će moći da se sačuvaju 10.000 godina i duže. 

OTKRIĆA

Svakoga dana se u svetu objavi više hiljada novih otkrića. Koja od njih su zaista bitna? Koja menjaju naučnu paradigmu? I kako razumeti šta se zapravo dešava na naučnim frontovima?

Istražite tekstove iz rubrike OTKRIĆA.

Istražite druge tekstove:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

CPN
Ulica kralja Petra 46
11000 Beograd
Republika Srbija
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs