Цифровую информацию можно хранить в ДНК более миллиона лет

В последние годы был предпринят ряд попыток использовать ДНК для записи цифровой информации. Достигнутые на этом поприще успехи невелики. Ученым не удалось добиться удовлетворительной надежности белкового хранения: они не смогли обеспечить эффективной обработки ошибок и предложить физический метод долговременного хранения ДНК.

На примере находок останков мамонтов или медведей в вечной мерзлоте известно, что секвенсирование (восстановление генетической последовательности) возможно для ДНК возрастом не более нескольких сотен тысяч лет.

В статье для журнала Angewandte Chemie, Роберт Грасс (Robert N. Grass) с коллегами из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) показали, что сферы из силикатного (кварцевого) стекла могут справиться с этой задачей гораздо лучше.

Для того, чтобы сравнить разные технологии хранения швейцарские ученые на протяжении четырех недель подвергали образцы чистой кристаллической ДНК, ДНК на фильтре, в биополимерный матрице и в силикатных сферах воздействию повышенных температур (60-70 °C) или разных уровней влажности. Химическое внедрение белковых молекул в кварцевое стекло оказалось наилучшим способом обеспечить их целостность. Экстраполяция показала, что ДНК, хранящуюся таким образом при температуре −18 °C, можно секвенсировать и декодировать по предложенной авторами схеме с коррекцией ошибок по прошествии более миллиона лет.

Для того, чтобы продемонстрировать применимость такого метода для хранения цифровой информации, ученые выбрали два древних документа: Швейцарскую Федеральную Хартию 1291 года и Палимпсест Архимеда «Методы механических теорем» в переводе на английский. Пары букв (два байта) текстового файла транслировались в тройки элементов, с получением в итоге последовательностей 158 нуклеотидов, сочетавших исходную информацию с ее указателем и избыточными компонентами, нужными для алгоритма коррекции ошибок Рида-Соломона.

ko.com.ua