Elárasztanak bennünket a digitális adatok, melyek megőrzéséhez egyre nagyobb tárolási sűrűség kellene. A merevlemez még mindig az egyik legjobb alternatíva, a mai napig fejlődik mind írási-olvasási sebességben, mind az elérhető adatsűrűségben. De mivel sem egyik, sem másik paraméter nem növelhető végtelenségig, kutatók továbbra is keresik azokat a tárolási eljárásokat, melyek még nagyobb adatsűrűség mellett az információ még hosszabb távú megőrzését biztosítják. A Columbia Egyetem rendszerbiológiai tanszékének egyik kutatócsapata most kidolgozott egy olyan módszert, amivel elvileg bármeddig megőrizhető a tárolt információ.

DNS-ben tárolódik és átöröklődik...

Ehhez egy olyan módszert vettek elő, amivel már jó ideje próbálkoznak kutatók: DNS-láncba kódoltak génszerkesztéssel információt. Minden technikai nehézség ellenére ez egy ígéretes ötlet. A DNS-ben ugyanis az adatsűrűség a jelenlegi csúcs merevlemezekének az ezerszerese lehet, ami fizikailag úgy néz ki, hogy mondjuk 10 teljes digitális filmet tárolunk egy sószem térfogatú helyen, írja a Science. A módszer ma még irreálisan drága, de a DNS-kutatás nagyon gyorsan fejlődik, ezért várhatók olyan technológiák, melyek olcsóbbá teszik az adatok DNS-be írását.

A Nature-ben publikált kísérletben egy már ismert módszert alkalmaztak. A bináris adatokat úgy alakítják át, hogy azok tárolhatók legyenek a DNS molekula négy bázisának (adenin, guanin, citozin, timin) kombinációjaként. A kódot egy ún. DNS-szintetizátor segítségével írják be a láncba. Egyelőre csak rövid kódot képesek így rögzíteni, mert ahogy nő a kód hossza, úgy válik egyre pontatlanabbá a szintetizálás. Ennek áthidalására akkora darabokra bontják az információt, melyek egyenként elférnek egy 200-300 bázisú DNS-részletben. Az egyes részletek kapnak egy azonosító indexet, hogy kiolvasásnál össze lehessen rakni az eredeti információt. 1 megabit tárolása azonban ezzel a módszerrel nagyjából 3500 dollárba kerül, ráadásul nem is tartós az információ, mert a DNS-molekulák idővel lebomlanak.

Ha azonban élő szervezet DNS-ébe kódolják az információt, az megőrződik. A Columbia Egyetem kutatói most pontosan ezzel próbálkoztak: a CRISPR génszerkesztési eljárással (a módszerről itt írtunk) élő szervezet DNS-be írták az adatokat. A kólibaktériumnál figyelték meg, hogy a génjeiben képes "emlékeket" tárolni, például a fruktóz jelenlétéről. Ez azonban egy nagyon rövid információ. A kutatók ezért a fruktózfelismerő rendszert lecserélték egy olyanra, amely hosszabb információláncot kódolhat. Ehhez gének sorozatát illesztették be a baktéiumba, melyek hatására a kólibaktérium ugyanúgy reagált az elektromos feszültségre, mint a módosítatlan baktérium a fruktóz jelenlétére, azaz tárolták a megfelelő információt. Az információ kiolvasása pedig génszekventálással történt.

A hosszabb információ persze viszonylagos. A kutatóknak 72 bitnyi adatot, egészen pontosan a Hello World! mondatot sikerült így DNS-be kódolniuk. Az igazán érdekes azonban az, hogy a baktériumok az információt tovább is örökítik, ha létrehoznak egy baktériumtenyészetet. Az információra most már csak az jelent veszélyt, hogy a baktériumok szaporodás közben mutálódhatnak. A következő lépés ezért egy olyan módszer, amely megakadályozza, hogy ilyenkor sérüljön az információ.