Microsoft показала первое в мире автоматическое хранилище данных в молекулах ДНК




Исследователи из компании Microsoft и Вашингтонского университета продемонстрировали первую полностью автоматизированную систему хранения данных в искусственно созданной ДНК с возможностью считывания. Об этом говорится в сообщении Microsoft.

Как отмечается в сообщении, это ключевой шаг на пути к переносу новой технологии из исследовательских лабораторий в коммерческие центры обработки данных.

Разработчики подтвердили концепцию с помощью простого теста: успешно закодировали слово «hello» во фрагментах синтетической молекулы ДНК и преобразовали его обратно в цифровые данные, используя полностью автоматизированную сквозную систему, которая описана в статье, опубликованной 21 марта в Nature Scientific Reports.

В молекулах ДНК можно хранить цифровую информацию с очень высокой плотностью, то есть в физическом пространстве, которое на много порядков меньше, чем занимают современные центры обработки данных. Это одно из многообещающих решений для хранения огромного количества данных, которые мир генерирует каждый день, — от деловых записей и видео с милыми животными до медицинских снимков и изображений из космоса.

Microsoft изучает способы преодоления потенциального разрыва между объемом данных, которые мы производим и хотим сохранять, и нашей способностью их хранить. В число таких способов входит разработка алгоритмов и технологий молекулярных вычислений для кодирования данных в искусственных ДНК. Это позволило бы вместить всю информацию, хранящуюся в крупном современном центре обработки данных, в пространство, примерно равное размеру нескольких игральных костей.

«Наша главная цель — запустить в эксплуатацию систему, которая для конечного пользователя будет выглядеть почти так же, как и любая другая система облачного хранения: сведения отправляются в центр обработки данных и сохраняются там, а затем просто появляются, когда понадобятся клиенту, — говорит старший исследователь Microsoft Карин Штраус. — Для этого нам нужно было доказать, что это имеет практический смысл с точки зрения автоматизации».

Информация хранится в синтетических молекулах ДНК, созданных в лаборатории, а не в ДНК людей или других живых существ, и может быть зашифрована перед отправкой в систему. Хотя сложные машины, такие как синтезаторы и секвенсоры, уже выполняют ключевые части процесса, многие из промежуточных этапов до сих пор требовали ручного труда в исследовательской лаборатории. «Это не подходит для коммерческого использования», — сказал Крис Такахаши, старший научный сотрудник Школы информатики и техники имени Пола Аллена в Университете США (Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering).

Чтобы этот метод хранения данных имел смысл с коммерческой точки зрения, необходимо снизить затраты как на синтез ДНК — создание фундаментальных строительных блоков со значимыми последовательностями, так и на процесс секвенирования, который необходим для считывания сохраненной информации. Исследователи говорят, что в этом направлении идет стремительное развитие.

По словам исследователей из Microsoft, автоматизация — еще одна ключевая часть этой головоломки, позволяющая организовать хранение данных в коммерческом масштабе и сделать его более доступным.

При соблюдении определенных условий ДНК может существовать гораздо дольше, чем современные средства архивного хранения, которые разрушаются в течение десятилетий. Некоторым ДНК удалось сохраниться в далеких от идеала условиях в течение десятков тысяч лет — в бивнях мамонта и в костях ранних людей. Значит, данные можно хранить таким способом, пока существует человечество.

Автоматизированная система хранения данных ДНК использует программное обеспечение, разработанное специалистами Microsoft и Вашингтонского университета (UW). Оно преобразует единицы и нули цифровых данных в последовательности нуклеотидов (A, T, C и G), представляющие собой «строительные блоки» ДНК. Затем система использует недорогое, в основном стандартное, лабораторное оборудование для подачи необходимых жидкостей и реагентов в синтезатор, который собирает изготовленные фрагменты ДНК и помещает их в емкость для хранения.

Когда системе необходимо извлечь информацию, она добавляет другие химические вещества для правильной подготовки ДНК и использует микрофлюидные насосы для проталкивания жидкостей в те части системы, которые считывают последовательности молекул ДНК и преобразуют их обратно в информацию, понятную компьютеру. Исследователи говорят, что целью проекта было не доказать, что система может работать быстро или дешево, а просто показать, что автоматизация возможна.

Одно из самых очевидных преимуществ автоматизированной системы хранения ДНК заключается в том, что она освобождает ученых для решения сложных задач, позволяя не тратить время на поиск бутылок с реагентами или монотонное добавление капель жидкости в пробирки.

«Наличие автоматизированной системы для выполнения повторяющейся работы позволяет сотрудникам лабораторий заниматься непосредственно исследованиями, разрабатывать новые стратегии, чтобы внедрять инновации быстрее», — отметил исследователь из Microsoft Бихлин Нгуен.

Автор: Softodrom.ru
Дата:
Новые публикации: Наука и техника
05.07.2020 18:37

«Калашников» показал экспериментальный автоматический пистолет Калашникова

Он не был принят на вооружение, поскольку проиграл в конкурсе автоматическому пистолету Стечкина, который до сих пор применяется в целом ряде специальных подразделений

05.07.2020 16:29

Опубликовано видео краш-теста российского автомобиля Aurus

Aurus — это рыночное название семейства автомобилей класса люкс для первых лиц государства на основе единой модульной платформы

05.07.2020 16:14

Дальность поражения российских электромагнитных пушек увеличили до 10 км

Выстрел электромагнитной пушки длится миллисекунды и, учитывая расстояние до цели, достигает ее мгновенно, поскольку электромагнитное излучение распространяется со скоростью света

01.07.2020 00:53

«Калашников» показал экспериментальный ручной пулемет

Из этого пулемета было сделано значительное количество выстрелов, вероятно, в рамках испытаний, но внесенные в конструкцию предложения в серийное производство по каким-то причинам не пошли

26.06.2020 13:41

Производство сегвеев прекращается из-за низкого спроса

Несмотря на то, что о новом транспортном средстве много писали и говорили, у компании Segway с самого начала были проблемы с продажами, и она неоднократно меняла владельцев

Популярные статьи: Наука и техника
05.07.2020 16:14

Дальность поражения российских электромагнитных пушек увеличили до 10 км

Выстрел электромагнитной пушки длится миллисекунды и, учитывая расстояние до цели, достигает ее мгновенно, поскольку электромагнитное излучение распространяется со скоростью света

05.07.2020 16:29

Опубликовано видео краш-теста российского автомобиля Aurus

Aurus — это рыночное название семейства автомобилей класса люкс для первых лиц государства на основе единой модульной платформы

05.07.2020 18:37

«Калашников» показал экспериментальный автоматический пистолет Калашникова

Он не был принят на вооружение, поскольку проиграл в конкурсе автоматическому пистолету Стечкина, который до сих пор применяется в целом ряде специальных подразделений

01.07.2020 00:53

«Калашников» показал экспериментальный ручной пулемет

Из этого пулемета было сделано значительное количество выстрелов, вероятно, в рамках испытаний, но внесенные в конструкцию предложения в серийное производство по каким-то причинам не пошли

26.06.2020 13:41

Производство сегвеев прекращается из-за низкого спроса

Несмотря на то, что о новом транспортном средстве много писали и говорили, у компании Segway с самого начала были проблемы с продажами, и она неоднократно меняла владельцев

» Оставьте первым свой комментарий

Новости /
Наука и техника /
Microsoft показала первое в мире автоматическое хранилище данных в молекулах ДНК
Все рубрики статей:
Статистика | Рейтинги | Авторам | Реклама
Copyright © 1999-2020 Softodrom.ru
О перепечатках | Рассылки | Пользовательское соглашение | Политика конфиденциальности | О проекте | Карта сайта
Яндекс.Метрика