Ľudstvo má obrovský problém s ukladaním údajov. Za posledné dva roky ľudia vytvorili viac informácií ako za celú predchádzajúcu históriu. A tento tok informácií čoskoro prekoná kapacitu pevných diskov.
Vedci tvrdia, že našli nový spôsob kódovania digitálnych informácií do DNA. Na jeden gram DNA možno uložiť 215 petabajtov (215 miliónov gigabajtov) dát. Takže všetky informácie, ktoré kedy človek vytvoril, obsadia kontajner veľký ako niekoľko nákladných vozidiel.
DNA má veľa výhod pre ukladanie digitálnych informácií. Je ultrakompaktný a dá sa skladovať tisíce rokov na chladnom a suchom mieste. A ľudia to vždy dokážu dešifrovať. „DNA sa v priebehu času nerozkladá ako kazety alebo disky a nezastaráva,“tvrdí Yaniv Ehrlich, vedec z Kolumbijskej univerzity (USA).
Vedci uchovávajú digitálne informácie v DNA od roku 2012, keď genetici na Harvardovej univerzite (USA) George Church, Sree Kosuri a ich kolegovia kódovali knihu s 52 000 slovami do tisícov fragmentov DNA pomocou reťazcov zo štvorpísmenovej abecedy - A, G, T a C na kódovanie núl a jednotiek digitalizovaného súboru.
Tento šifrovací systém bol relatívne neúčinný a dokázal uložiť iba 1,28 petabajtu na gram DNA. Ostatné prístupy fungovali lepšie. Žiadna však nedovolila, aby si DNA uchovala viac ako polovicu svojej maximálnej kapacity. DNA môže vydržať asi 1,8 bitu na DNA nukleotidu (počet nedosahuje 2 bity kvôli zriedkavým, ale nevyhnutným chybám pri čítaní a zápise).
Ehrlich sa rozhodol, že sa k tejto hranici priblíži. Preto sa spolu s Dinou Zilinski obrátili na algoritmy, ktoré sa používali na šifrovanie a dešifrovanie informácií. Začali 6 súbormi, ktoré obsahovali kompletný operačný systém počítača, počítačový vírus, francúzskym filmom z roku 1895 s názvom Arrival of a Train at La Ciotat a štúdiou teoretika Clauda Shannona z roku 1948. Vedci najskôr súbory previedli na binárne reťazce jednotiek a núl, skomprimovali ich do jedného základného súboru a údaje potom rozdelili na krátke reťazce binárneho kódu. Vyvinuli algoritmus s názvom „Fontána DNA“, ktorý náhodne zbalí reťazce do takzvaných „blobov“. Vedci k nim pridali ďalšie značky, aby ich bolo možné neskôr znova zostaviť v správnom poradí. Vedci celkovo vytvorili digitálny zoznam 72 tisíc reťazcov DNA,každých 200 znakov.
Propagačné video:
Poslali ich ako textové súbory do startupu Twist Bioscience v Kalifornii, kde syntetizovali reťazce DNA. O dva týždne neskôr dostali Ehrlich a Zilinski poštou ampulku s kúskom DNA, v ktorej boli zašifrované ich súbory. Na ich dešifrovanie použili vedci modernú technológiu sekvenovania DNA. Sekvencie boli odoslané do počítača, ktorý preložil genetický kód späť do binárnych súborov a pomocou značiek znovu zostavil šesť pôvodných súborov. Technológia fungovala tak dobre, že nové súbory neobsahovali chyby.
Kosuri a Ehrlich však poznamenali, že nový prístup nie je pripravený na rozsiahle využitie. Minuli 7 tisíc dolárov na syntézu 2 megabajtov informácií do súborov a ďalšie 2 tisíc dolárov na ich prečítanie. V porovnaní s inými formami ukladania údajov je zápis a čítanie z DNA pomerne pomalé.