Lidstvo má obrovský problém s ukládáním dat. Za poslední dva roky vytvořili lidé více informací než za celou předchozí historii. A tento proud informací brzy překoná kapacitu pevných disků.
Vědci uvádějí, že našli nový způsob kódování digitálních informací do DNA. Na jeden gram DNA lze uložit 215 petabajtů (215 milionů gigabajtů) dat. Takže všechny informace, které kdy vytvořil člověk, obsadí kontejner o velikosti několika nákladních vozidel.
DNA má mnoho výhod pro ukládání digitálních informací. Je ultra kompaktní a lze jej skladovat tisíce let na chladném a suchém místě. A lidé to vždy dokážou rozluštit. „DNA se v průběhu času nerozkládá jako kazety nebo disky a nebude zastaralá,“říká Yaniv Ehrlich, vědec z Kolumbijské univerzity (USA).
Vědci uchovávají digitální informace v DNA od roku 2012, kdy genetici na Harvardově univerzitě (USA) George Church, Sree Kosuri a jejich kolegové kódovali knihu 52 tisíc slov do tisíců fragmentů DNA pomocí řetězců čtyřpísmenné abecedy - A, G, T a C kódovat nuly a jedničky digitalizovaného souboru.
Tento šifrovací systém byl relativně neúčinný a dokázal uložit pouze 1,28 petabajtu na gram DNA. Jiné přístupy fungovaly lépe. Žádný však nedovolil, aby si DNA zachovala více než polovinu své maximální kapacity. DNA může vydržet asi 1,8 bitu na nukleotid DNA (počet nedosahuje 2 bitů kvůli vzácným, ale nevyhnutelným chybám při čtení a zápisu).
Ehrlich se rozhodl, že se k této hranici přiblíží. Proto se s Dinou Zilinski obrátili na algoritmy, které se používaly k šifrování a dešifrování informací. Začali šesti soubory, které zahrnovaly kompletní operační systém počítače, počítačový virus, francouzský film z roku 1895 s názvem Příjezd vlaku do La Ciotat a studii teoretika Clauda Shannona z roku 1948. Nejprve vědci převedli soubory na binární řetězce jedniček a nul, zkomprimovali je do jednoho základního souboru a poté rozdělili data na krátké řetězce binárního kódu. Vyvinuli algoritmus zvaný „Fontána DNA“, který náhodně sbírá řetězce do takzvaných „blobů“. Vědci k nim přidali další značky, aby je bylo možné později znovu sestavit ve správném pořadí. Celkově vědci vytvořili digitální seznam 72 tisíc řetězců DNA,každých 200 znaků.
Propagační video:
Poslali je jako textové soubory do startupu Twist Bioscience v Kalifornii, kde syntetizovali řetězce DNA. O dva týdny později dostali Ehrlich a Zilinski poštou ampulku s kouskem DNA, ve které byly jejich soubory zašifrovány. K jejich dešifrování vědci použili moderní technologii sekvenování DNA. Sekvence byly odeslány do počítače, který přeložil genetický kód zpět do binárního formátu a pomocí značek znovu sestavil šest původních souborů. Technologie fungovala tak dobře, že nové soubory neobsahovaly chyby.
Kosuri a Ehrlich však poznamenali, že nový přístup není připraven pro rozsáhlé použití. Strávili 7 tisíc dolarů za syntézu 2 megabajtů informací do souborů a další 2 tisíce dolarů za jejich přečtení. Ve srovnání s jinými formami ukládání dat je psaní a čtení z DNA relativně pomalé.