Tijekom godina, ljudi su koristili različite mehanizme i predmete za pohranu podataka. Od kamenih i glinenih pločica, preko papirusa i papira, pa do modernijih načina kao što su magnetne vrpce, diskete i tvrdi diskovi. U posljednje vrijeme za pohranu se najčešće koristi oblak koji, iako ima brojne prednosti, ima i određene nedostatke.
Stoga ne iznenađuje što znanstvenici istražuju i druge načine pohrane podataka. Primjerice, znanstvenici u Singapuru razvili su "biološku kameru" koja omogućuje pohranu informacija direktno unutar DNK.
Kako su objasnili u objavi za medije, njihova 'biološka kamera' zaobilazi ograničenja trenutnih metoda pohranjivanja DNK, koristeći žive stanice i njihove inherentne biološke mehanizme za kodiranje i pohranu podataka. To je zapravo novi model za pohranu informacija koji podsjeća na digitalnu kameru.
Pročitajte i ovo
Glavni istraživač, izvanredni profesor Poh Chueh Looom s Fakulteta za dizajn i inženjerstvo pri Nacionalnom sveučilištu u Singapuru i NUS sintetičkom biologijom za kliničke i tehnološke inovacije (SynCTI), i njegov tim, svoja su otkrića koja bi, kako sami kažu potencijalno mogla uzdrmati industriju pohrane podataka, objavili u časopisu Nature Communications.
Naime, svijet proizvodi sve više podataka koji se potom negdje trebaju i pohraniti. Predviđa se da će globalna podatkovna sfera dosegnuti 175 ZB do 2025. Takve ogromne količine podataka prisilile su znanstvenike da pokušaju pronaći bolji način pohrane podataka koji će, pri tome, imati manji utjecaj na okoliš od trenutne pohrane u oblaku.
Ideja o pohrani u DNK relativno je nova, a privukla je pozornost znanstvenika zbog svoj iznimnog kapaciteta i stabilnosti.
Dolazimo u situaciju u kojoj ćemo biti preopterećeni podacima. DNK, ključni biomaterijal svakog živog bića na Zemlji, pohranjuje genetske informacije koje kodiraju niz proteina odgovornih za različite životne funkcije. Da to stavimo u perspektivu, jedan gram DNK može sadržavati više od 215.000 terabajta podataka – što je jednako pohranjivanju 45 milijuna DVD-ova, pojasnio je izv. prof. Poh.
DNK je također lako manipulirati s trenutnim alatima molekularne biologije, može se pohraniti u različitim oblicima na sobnoj temperaturi i toliko je izdržljiva da može trajati stoljećima, dodaje Lim Cheng Kai, diplomirani student koji radi s izv. prof. Pohom.
No, unatoč velikom potencijalu, trenutačno istraživanje pohrane DNK usredotočeno je na sintezu DNK lanaca izvan stanica. Ovaj proces je skup i oslanja se na složene instrumente, koji su skloni pogreškama. Stoga su se prof. Poh i njegv tim okrenuli "živim stanicama" koje mogu djelovati kao banka podataka.
Pročitajte i ovo
Tako je razvijen 'BacCam', nov sustav koji spaja različite biološke i digitalne tehnike za oponašanje funkcija digitalne kamere.
Zamislite DNK unutar stanice kao nerazvijeni fotografski film. Koristeći optogenetiku – tehniku koja kontrolira aktivnost stanica svjetlom sličnom mehanizmu zatvarača kamere, uspjeli smo uhvatiti 'slike' utiskivanjem svjetlosnih signala na DNK 'film', pojašnjava dr. Poh.
Zatim, koristeći tehnike barkodiranja slične označavanju fotografija, istraživači su označili snimljene slike za jedinstvenu identifikaciju. Algoritmi strojnog učenja korišteni su za organiziranje, sortiranje i rekonstrukciju pohranjenih slika. Oni čine 'biološku kameru', odražavajući procese snimanja, pohranjivanja i pronalaženja podataka digitalne kamere.
Studija je pokazala sposobnost kamere da snimi i pohrani više slika istovremeno koristeći različite boje svjetla. Što je još važnije, u usporedbi s ranijim metodama pohranjivanja DNK podataka, inovativni sustav tima lako je ponovljiv i skalabilan.
Kako pomičemo granice pohranjivanja DNK podataka, raste interes za premošćivanje sučelja između bioloških i digitalnih sustava. Naša metoda predstavlja veliku prekretnicu u integraciji bioloških sustava s digitalnim uređajima. Iskorištavanjem snage DNK i optogenetskih sklopova, stvorili smo prvu 'živuću digitalnu kameru' koja nudi isplativ i učinkovit pristup pohranjivanju DNK podataka. Naš rad ne samo da istražuje daljnje primjene pohranjivanja DNK podataka, već i rekonstruira postojeće tehnologije za snimanje podataka u biološki okvir. Nadamo se da će ovo postaviti temelje za nastavak inovacija u snimanju i pohranjivanju informacija, istaknuo je prof. Poh na kraju.
