Lưu trữ dữ liệu – DNA có thể được sử dụng để nhúng thông tin hữu ích vào các đối tượng hàng ngày | Khoa học và Công nghệ

0
29

Ngày 12 tháng 12 năm 2019

A HARD DRIVE là một phép màu của công nghệ hiện đại. Với giá 50 đô la, bất cứ ai cũng có thể mua một chiếc máy có thể thoải mái lưu trữ nội dung của Thư viện Bodleian ở Oxford như một loạt các gợn sóng từ tính nhỏ trên một đĩa quay bằng hợp kim coban. Nhưng, như thường lệ, chọn lọc tự nhiên đánh gục những nỗ lực tốt nhất của loài người vào một chiếc mũ cói. DNA, công nghệ lưu trữ thông tin được sinh học ưa thích, có thể nhồi nhét tới 215 petabyte dữ liệu vào một gram. Đó là 10 lần so với những gì các ổ đĩa cứng hiện đại tốt nhất có thể quản lý.

Và lưu trữ DNA là mạnh mẽ. Trong khi bảo hành ổ cứng hiếm khi vượt quá năm năm, DNA thường được phục hồi từ xương hàng ngàn năm tuổi (kỷ lục là 700.000 năm, cho một bộ gen thuộc về tổ tiên của con ngựa hiện đại). Vì những lý do đó, các nhà công nghệ từ lâu đã tự hỏi liệu DNA có thể được khai thác để lưu trữ dữ liệu thương mại hay không. Lưu trữ lưu trữ là một ý tưởng, vì nó giảm thiểu nhược điểm DNA, đó là so với các ổ đĩa cứng, việc đọc và viết nó rất khó và chậm.

Tuy nhiên, bây giờ, một nhóm do Yaniv Erlich của Erlich Lab, một công ty của Israel và Robert Grass, một nhà hóa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ, tại Zurich, đã có một ý tưởng khác. Như họ mô tả trong một bài báo về Công nghệ sinh học tự nhiên, họ muốn sử dụng lưu trữ dữ liệu DNA để cung cấp cho tất cả các loại vật thể thông thường một bộ nhớ của riêng họ.

Các nhà nghiên cứu mô tả một cuộc chạy thử trong đó họ mã hóa chú thỏ Stanford một hình ảnh thử nghiệm tiêu chuẩn trong đồ họa máy tính thành một đoạn DNA. Những khối này sau đó được bọc một lớp vỏ bảo vệ của hạt nano silica. Điều đó phục vụ để bảo vệ chúng cho giai đoạn tiếp theo, trong đó chúng được trộn với nhựa và được sử dụng làm nguyên liệu trong máy in 3D, in một mô hình của chú thỏ. Kết quả là một đối tượng chứa, được mã hóa trong toàn bộ cấu trúc của nó, các bản thiết kế cần thiết để tạo ra nhiều bản sao của chính nó. Bằng cách cắt một mảnh nhựa nhỏ từ tai thỏ đã hoàn thành và chạy DNA bên trong thông qua trình sắp xếp chuỗi, các nhà nghiên cứu đã có thể phục hồi các bản thiết kế đó và sử dụng chúng để tạo ra các thế hệ tiếp theo của DNA.


Hài lòng với bằng chứng về khái niệm của mình, sau đó họ lặp lại thủ thuật bằng cách mã hóa một đoạn video ngắn trong DNA và hợp nhất nó trong tấm mica, một loại nhựa trong suốt. Họ đã sử dụng tấm mica để tạo ra một ống kính cho một cặp kính. Một lần nữa, việc cắt một mảnh nhỏ từ ống kính và hòa tan nhựa đi là có thể giải phóng DNA, có thể được sử dụng để khôi phục video.

Chi phí cho cả việc sản xuất và đọc DNA đang giảm nhanh chóng. Giá của việc đọc một triệu chữ cái của bảng chữ cái di truyền đã giảm gần một triệu lần kể từ đầu thiên niên kỷ. Vì lý do đó, Tiến sĩ Erlich và Grass hy vọng ý tưởng của họ có thể một ngày nào đó có đủ loại sử dụng. Một, họ nghĩ rằng, có thể là nhúng thông tin liên quan vào hàng hóa sản xuất. Họ đưa ra ví dụ về cấy ghép y tế được trang bị tùy chỉnh có chứa hồ sơ y tế của bệnh nhân và các phép đo chính xác cần thiết để thực hiện một cấy ghép khác.

Việc sử dụng thứ hai, đối với những người có đầu óc riêng tư, có thể là steganography. Nghệ thuật che giấu thông tin trong một thứ gì đó dường như vô hại (đây là ý tưởng đằng sau những cảnh tượng bị nhiễm DNA). Ý tưởng tương lai nhất của họ là cả một thế giới đầy những vật thể, giống như đời sống sinh học, chứa tất cả thông tin cần thiết để tạo ra các bản sao của chính chúng trong mọi phần của cấu trúc của chúng. Tiến sĩ Erlich và Grass đã đặt tên cho công nghệ của họ là DNA DNA của mọi thứ, và đó chắc chắn là một ý tưởng thông minh. Nhưng công việc tiếp theo có thể là đưa ra một cái tên snappier. ■

Bài viết này đã xuất hiện trong phần Khoa học và công nghệ của phiên bản in dưới tiêu đề “DNA có thể được sử dụng để nhúng thông tin hữu ích vào các đối tượng hàng ngày”

Sử dụng lại nội dung nàyDự án ủy thác



Nguồn The Economist


BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Comment moderation is enabled. Your comment may take some time to appear.