Логин
Пароль
Запомнить меня
Понедельник, 27 марта 2017 г.
  Зарегистрироваться или Войти
Акция назвала «Молодых людей года — 2012»
Тема Политика, общество Экономика, бизнес Реклама, медиа Технологии, наука Образ жизни Entertainment Карьера
О проекте Контакты 50 работодателей мечты Молодые люди года 2011 PDF-версияFacebookLiveJournalАкция.ОбменникRSS
Записано в генах
Мария Шутова, 29 марта 2013
Дмитрий Литвин
dnk
Европейские биоинформатики разработали новый протокол записи информации «на ДНК» и доказали, что уже сейчас эту технологию можно использовать для длительного хранения небольших объемов данных.

Они не были первыми и точно не будут последними: первые попытки зашифровать в ДНК информацию были предприняты в 1988 и 1998 годах. И действительно, идея использовать универсальный носитель генетической информации, убрав слово «генетической», лежит на поверхности. Ведь любая ДНК состоит из последовательности четырех нуклеиновых оснований, на лабораторном сленге их часто называют «буквами». Это аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). То есть любую цепочку ДНК можно представить в виде последовательности этих букв, например, «ЦТГГГГФГФГТАТА» — начало гена, отвечающего за раннее развитие человека. В клетке существует набор механизмов, защищающих такую информацию от повреждения, и «считывающий» механизм. Неизвестно, служила ли эта система источником вдохновения для создателей двоичного кода, но аналогии видны невооруженным взглядом.

Принцип записи

Раз уж у нас есть алгоритмы для записи любой информации в виде набора 0 и 1, почему бы не создать алгоритм превращения 0 и 1 в «буквы»? Для этой цели исследователи использовали принцип 0 как А или Г, 1 как Ц или Т или же присваивали парам АГ и ТЦ соответствующие цифры. Однако в последней работе за основу был взят троичный код, состоящий из набора 0, 1 и 2. Так как у нас есть набор из четырех букв, в каждой «троице» одна буква оказывалась «лишней». Это позволило ввести принцип выбора третьей буквы, что помогает избежать повторений на «стыках» триплетов и снижает вероятность технических ошибок прочтения такой ДНК-цепочки. Кроме ошибок в последовательности букв, которые могут возникнуть при синтезе, возможны ошибки при хранении и произведении копий. В предыдущих работах ДНК вводили в клетки бактерий, но в таком случае возникает множество проблем: живые организмы требуют определенных условий содержания и не застрахованы от случайных мутаций. Поэтому сейчас ученые от этого отказались: ведь у нас уже есть техники копирования ДНК с использованием ферментов, которые работают в живых организмах. Остается решить проблемы со считыванием ДНК вЂ” и наш новый носитель информации готов. Чтобы уменьшить количество ошибок, исследователи разбили длинную цепочку ДНК на много небольших фрагментов, которые несли на концах сведения о своем положении. Каждый фрагмент повторялся несколько раз, причем был закодирован как слева направо, так и справа налево. После многократного считывания всех фрагментов можно было легко вычислить и выбросить из рассмотрения фрагменты с ошибками, а «правильные» собрать обратно в длинную цепочку, которую, в свою очередь, превратить в набор 0, 1 и 2, а ее — в привычный набор 0 и 1, и дальше — в тексты и картинки.

Эксперимент

В качестве доказательства работы своего алгоритма Ник Голдман из Европейского института биоинформатики (EBI, Великобритания) привел к виду АТГЦ текст сонетов Шекспира, классическую статью о структуре ДНК, речь Мартина Лютера Кинга «I have a dream», фотографию родного института и код Хаффмана, который позволил перевести двоичный код в троичный буквенный. Общий объем информации составил 5,2 мегабита. Полученная последовательность ДНК была «нарезана» на 153 335 перекрывающихся кусков, каждый длиной в 117 нуклеотидов («букв»). Эту последовательность Голдман отослал в американскую фирму Agilent Technologies, где синтезировали 12 миллионов копий каждой цепочки ДНК. Ошибки при синтезе были редки (1 на 500 оснований) и оказывались в разных копиях одной цепи. Для считывания эту ДНК высушили, и пробирка с белым порошком отправилась в Европейскую лабораторию молекулярной биологии (EMBL, Германия). Немецкие коллеги Голдмана расшифровали последовательность ДНК и, используя изначальный алгоритм, смогли увидеть фотографию его института и другие записанные файлы.

Будущее ДНК-архивирования

Ник Голдман и коллеги объясняют, что в настоящее время их метод хранения информации может подойти для архивных данных, для которых не важно время записи (пара дней) и расшифровки (около недели). Новая технология не требует специальных условий хранения и позволяет хранить информацию сколь угодно долго: пока что никакие электронные или аналоговые носители не могут похвастаться такой долговечностью. Кроме того, она сильно выигрывает у других носителей по соотношению количества битов на массу носителя. Технологии манипуляции с ДНК с каждым годом улучшаются, и это позволяет надеяться, что через несколько десятков лет будет возможно записывать намного большие объемы информации. По расчетам EBI-EMBL, через 50 лет запись информации на ДНК сможет конкурировать с записью на магнитных лентах.

Опубликовать

Просмотров 8211
Newsland Забобрить эту страницу!

Похожие материалы:


Оставить комментарий

Комментарии 10
tarvalon
08 апреля 2013 11.27
Скоро пальцы вместо флэшек будем использовать...
nenavistnyi
13 мая 2013 19.46
Да, облачные сервисы уже скоро будут не нужны. Всю необходимую информацию с собой носить будем.
Adler-2013
18 мая 2013 02.09
Очки от Гугла сначала..
Anastasia
29 августа 2013 07.13
It's always a relief when someone with obvious extispere answers. Thanks!
Ruth
30 августа 2013 08.53
Inniellgetce and simplicity - easy to understand how you think. http://wccvsv.com [url=http://dcdcql.com]dcdcql[/url] [link=http://xonlyv.com]xonlyv[/link]
Fernanda
31 августа 2013 06.02
A plnglieasy rational answer. Good to hear from you.
Freedy
07 сентября 2013 17.26
Wow! Great to find a post with such a clear mesgase! http://ykgiise.com [url=http://qkpojnynahm.com]qkpojnynahm[/url] [link=http://elzlebhytx.com]elzlebhytx[/link]
zahidhim
08 марта 2014 22.17
Очень интересно.
kimmasha
08 января 2016 09.10
Жизнь - не зебра из чeрных и белых полос, а шaхматная доска.
rio2016
08 августа 2016 13.14
Гугл диск осенью закрывают.
Комментировать
Ваше имя:
Партнер рубрики:
ОАО "РВК"

Google YouTube акция арест армия арт Великобритания взрыв видео война выборы выставка Германия Госдума Грузия деньги дети Единая Россия ЖЖ запрет интернет искусство кино Китай книга книги конкурс концерт космос кризис любовь МГУ Медведев медиа милиция митинг молодежь Москва музыка наука Наши образование общество олимпиада оппозиция политика праздник президент протест Путин рейтинг реклама Россия сайт самолет Санкт-Петербург секс скандал смерть СМИ спорт студент студенты суд США ТВ теракт терроризм убийство Украина фестиваль фильм фото Франция футбол школа экология экономика Яблоко
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
RSS

Акция Спецпроекты
Тема Политика, общество Экономика, бизнес Реклама, медиа Технологии, наука Образ жизни Entertainment Карьера
О проекте Контакты 50 работодателей мечты Молодые люди года 2011
Свяжитесь с нашей службой продаж по вопросам рекламы и спонсорства на портале.
Все материалы, опубликованные на портале, охраняются законодательством об авторском праве РФ. По вопросам перепечатки материалов обращайтесь по адресу online@akzia.ru.
© Холдинг «Акция масс-медиа» 2001-2017