Ученые разработали системы на основе ДНК для хранения и обработки данных
Новые динамические структуры данных, способные упорядоченно хранить и извлекать информацию из молекул ДНК создали ученые Вычислительной школы университета Ньюкасла, 11 августа сообщает журнал Nature Communications.
Исследователи реализовали структуры стековых данных in vitro с использованием полимеров ДНК. Реализованная как система химической реакции ДНК, она способна записывать комбинации двух различных сигналов ДНК (0s и 1s), выводить сигналы в раствор в обратном порядке, а затем повторно записывать.
Стек представляет собой линейную структуру данных. Она следует определенному порядку, в котором выполняются операции, хранит и извлекает информацию (сигнальные нити ДНК) в порядке «последний вход-первый выход» путем построения и усечения «полимеров» ДНК из отдельных нитей ssDNA. Такая структура данных стека может в конечном итоге быть встроена в контекст in vivo для хранения РНК-мессенджеров и изменения временного порядка трансляционного ответа.
«В последние годы было доказано, что ДНК является возобновляемым, устойчивым носителем для хранения данных. В Ньюкасле мы увлечены вопросами устойчивого развития, и поэтому мы хотели начать делать первые шаги в области экологически чистой обработки молекулярной информации в ДНК и выйти за рамки простого хранения данных. Мы хотели иметь возможность это организовать. В информатике структуры данных лежат в основе всех алгоритмов, которые управляют нашей современной экономикой. Мы первыми продемонстрировали молекулярную реализацию этого важнейшего компонента современной информационной эпохи», — сказал профессор Наталио Красногор из Школы вычислительной техники университета Ньюкасла.
Экспериментальная система стека ДНК представляет собой принципиальное доказательство того, что полимеризующаяся химия ДНК может использоваться в качестве динамической структуры хранения данных. В то время как необходимы дополнительные исследования для определения наилучшего способа архивирования и доступа к данным на основе ДНК, исследование подчеркивает огромный потенциал этой технологии и то, как она может помочь удовлетворить быстро растущие потребности в информационных технологиях.
Напомним, обработка информации оказывает сильное воздействие на окружающую среду. Например, цифровые технологии оказывают воздействие на экологию больше, чем авиационная промышленность. 7000 крупнейших центров обработки данных в мире потребляют около 2% мировой электроэнергии.
