Yeni bir atılım, DNA'da veri depolamayı çok daha uygun hale getirebilir
Çoğu şeyde olduğu gibi, doğanın veri depolama sistemi DNA, yarattığımız her şeyin çok ötesindedir. Şimdi, University of Illinois Urbana-Champaign'deki araştırmacılar, "alfabesine" fazladan harfler ekleyerek zaten inanılmaz olan depolama kapasitesini ikiye katladılar ve onu geri okumak için yeni bir yol geliştirdiler.
DNA doğal olarak dört nükleobaz kombinasyonundan oluşur: adenin, guanin, sitozin ve timin. A, G, C ve T harfleriyle temsil edilen bu bazlar, her canlı organizma için planlar oluşturmak üzere farklı sıralarda bir araya gelir. Ve bu bilgi depolama sistemi, 215 petabayta (215 milyon GB) kadar veri depolayabilen tek bir gram DNA ile inanılmaz derecede yoğundur.
Elbette bu, onu modern toplumun günlük olarak ürettiği büyük miktarda veri için çok çekici bir potansiyel depolama çözümü haline getiriyor - internetin tüm içeriği DNA'yla dolu bir ayakkabı kutusuna sığabilir . Ve bu depolama yeterince yoğun değilmiş gibi, yeni çalışmadaki araştırmacılar onu ikiye katlamanın bir yolunu buldular.
Her zamanki A, G, C ve T ile birlikte ekip, DNA alfabesine etkili bir şekilde fazladan yedi “harf” ekledi. Bunlar, kimyasal olarak değiştirilmiş nükleotidler şeklini alıyor ve aynı miktarda fiziksel alan içinde daha fazla bilginin depolanmasına izin veren daha çeşitli kombinasyonlar açıyor.
Çalışmanın ortak yazarı Kasra Tabatabaei, “İngiliz alfabesini hayal edin” dedi. “Kullanmak için sadece dört harfiniz olsaydı, ancak bu kadar çok kelime yaratabilirdiniz. Tam alfabeye sahip olsaydınız, sınırsız kelime kombinasyonları üretebilirdiniz. DNA'da da durum aynı. Sıfırları ve birleri A, G, C ve T'ye dönüştürmek yerine, sıfırları ve birleri A, G, C, T'ye ve depolama alfabesindeki yedi yeni harfe dönüştürebiliriz."
Tabii ki, fazladan nükleotid eklemek, verileri geri okumak için mevcut sistemlerin onları tanımayacağı anlamına geliyor, bu nedenle ekip ayrıca bunu yapabilen yeni bir sistem geliştirdi. DNA zinciri, doğal veya sentetik olmalarına bakılmaksızın bireysel birimleri tespit edebilen özel olarak tasarlanmış bir protein içindeki bir nanoporeden geçiyor. Makine öğrenimi algoritmaları daha sonra içinde depolanan bilgilerin kodunu çözüyor.
Çalışmanın ortak yazarı Chao Pan, “11 nükleotidin 77 farklı kombinasyonunu denedik ve yöntemimiz her birini mükemmel bir şekilde ayırt edebildi” dedi. "Farklı nükleotidleri belirleme yöntemimizin bir parçası olan derin öğrenme çerçevesi evrenseldir ve bu da yaklaşımımızın diğer birçok uygulamaya genelleştirilebilirliğini sağlar."
Yoğunluğa ek olarak, yeni yöntem, normalde DNA için oldukça yavaş bir süreç olan verilerin yazma hızını da artırır. Bu sistem, DNA'ya bilgi yazmak için gereken süreyi kabaca yarıya indirdi.
Bu çalışma, DNA'yı uygulanabilir bir veri depolama sistemi haline getirmeye yardımcı olabilir, ancak daha yapılacak çok iş var.
0 Yorumlar