Az új DNS-technológia utat nyit az „élő merevlemezek” előtt, amelyek több ezer évig is kitarthatnak

(Dan Tri) - Új irány nyílt a biotechnológiai iparban, amikor amerikai tudósok hivatalosan is bemutatták az Atlas Eon 100 rendszert.

A biotechnológiai ipar történelmi előrelépéseként az Atlas Data Storage, egy úttörő amerikai vállalat, december 2-án hivatalosan is bejelentette az Atlas Eon 100-at. Ez a technológia lehetővé teszi az adatok szintetikus DNS-be kódolását, így egy olyan tárolóplatformot hozva létre, amelynek élettartama messze meghaladja a jelenlegi adathordozók élettartamát.

A kutatók szerint ez a biológiai archiválás egy olyan korszakának kezdete lehet, amelyben az emberiség digitális örökségét a legfenntarthatóbb módon védik.

Az Atlas Eon 100-at hivatalosan december 2-án jelentették be (Fotó: Getty).

A bináris kódtól az élet nyelvéig

Az Atlas Data Storage, egy kaliforniai székhelyű vállalat, azt állítja, hogy az Atlas Eon 100 rendszerük az első kereskedelmi forgalomban kapható tárolási szolgáltatás, amely nagy mennyiségben használ szintetikus DNS-t. A digitális információkat a megszokott 0-kból és 1-ekből álló karakterláncokból alakítják át a genetikai anyagot alkotó négy betűvé: adenin (A), citozin (C), guanin (G) és timin (T).

Az adatok DNS-ben történő kódolása nem teljesen új ötlet. Az egyik első kísérlet, amelyet a Nature folyóiratban 2012-ben publikáltak, kimutatta, hogy a kutatók nagy pontossággal képesek könyveket, képeket és szoftvereket tárolni szintetikus DNS-ben.

A következő években a Washingtoni Egyetem és a Microsoft Research számos csoportja továbbra is bizonyította a DNS stabil tárolási képességét száraz és sötét körülmények között történő tartósítás esetén.

2012-es tanulmányok kimutatták, hogy a szintetikus DNS nagy pontossággal képes tárolni könyveket, képeket és szoftvereket, megnyitva az utat a fenntartható tárolási technológia előtt száraz és sötét körülmények között (Fotó: Getty).

Az Atlas Eon 100 újdonsága abban rejlik, hogy ezt a technológiát egy vállalati szinten is telepíthető rendszerként valósítja meg. A vállalat kijelenti, hogy a szintetizált DNS-t optimális körülmények között dehidratálják és csomagolják a stabilitásának megőrzése érdekében.

Ebben az állapotban a DNS-molekulákat nem érinti az oxidáció vagy a biológiai lebomlás, így az adatok több ezer évig is megőrizhetők energiaellátás vagy rendszeres karbantartás nélkül.

„Az Atlas megtiszteltetésnek érzi, hogy a világon egyedüli vállalatként nagy mennyiségben telepíthet DNS-alapú tárolóterméket, amely több mint egy évtizedes multidiszciplináris kutatás csúcspontja, és optimális megoldást kínál a hosszú távú tárolásra” – mondta Bill Banyai, az Atlas Data Storage alapítója.

Az Atlas Eon 100 speciálisan dehidratált és csomagolt szintetikus DNS-t használ, amely lehetővé teszi az adatok évezredekig tartó fennmaradását áram és karbantartás nélkül (Fotó: Getty).

Megoldások a digitális hosszú élet problémájára

A tudósok többször is figyelmeztettek, hogy a legtöbb jelenlegi adattároló adathordozó rövid élettartamú. A mechanikus merevlemezek jellemzően körülbelül 10 év után meghibásodnak a mozgó alkatrészek kopása miatt. A flash memória 1-2 évtized után hajlamos az adatvesztésre az elektromos szivárgás miatt. A DVD-ket és Blu-ray lemezeket optikai anyagaik öregedési folyamata is korlátozza.

A Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet szerint sok nagy adatközpontnak rendszeresen másolnia kell az adatokat a sérülés elkerülése érdekében, ami növeli az üzemeltetési költségeket. Évente több millió tárolóeszközt dobnak ki, ami jelentős mennyiségű elektronikus hulladékot eredményez.

A merevlemezek, flash memóriák és optikai lemezek rövid élettartama miatt az adatközpontok állandó biztonsági mentéseket végeznek, ami növeli a költségeket és évente nagy mennyiségű elektronikus hulladékot termel (szemléltető ábra).

Eközben a DNS természetes módon robusztus tárolószerkezetnek bizonyult. A jégben talált ősi állatok DNS-mintái több mint egymillió évig is fennmaradhatnak. A Nature Communications folyóiratban 2021-ben megjelent kutatás kimutatta, hogy a DNS száraz, sötét körülmények között, még szobahőmérsékleten is nagy stabilitást tart fenn.

Az Atlas Eon 100 erre a bizonyítékra épít. A cég szerint a DNS-tárolási sűrűség ezerszer nagyobb, mint a hagyományos merevlemezeké. Nagy mennyiségű adat fér el egy ujjnyi méretű tárolócsőben. A megbízhatóság állítólag 99,99999999999%, ami azt jelenti, hogy a hibalehetőség gyakorlatilag nulla.

A digitális örökség generációkon átívelő megőrzésének képessége

A kulturális és levéltári szakértők a DNS-technológiát ígéretes megközelítésnek tekintik a hosszú távú információmegőrzéshez. Míg a papíralapú dokumentumok, filmek és digitális feljegyzések idővel hajlamosak a degradációra, a szintetikus DNS az adatok tartós „fizikai reprezentációjaként” szolgálhat.

A tárgyak, történelmi dokumentumok, ősi nyelvek vagy szóbeli feljegyzések szkennelt változatai kódolhatók és megőrizhetők másolás nélkül. A múzeumok és könyvtárak jelentősen csökkenthetik a hűtőtárolók vagy szerverek fenntartási költségeit.

Számos nemzetközi kutatócsoport javasolta már a DNS használatát az éghajlatváltozással szembesülő helyszínekkel kapcsolatos információk, többek között térképek, építészeti modellek vagy régészeti adatok tárolására.

A szintetikus DNS új lehetőségeket nyit a digitális dokumentumok és tárgyak fenntarthatóbb megőrzésére (Fotó: Getty).

A tudományos területen gyorsan növekszik az igény a nagyméretű adathalmazok hosszú távú tárolására. Az éghajlati adattárak, a biológiai szimulációk, a csillagászati ​​megfigyelések és a mesterséges intelligencia képzési adatai mind biztonságosabb megoldásokat igényelnek.

A Nemzetközi Energiaügynökség becslései szerint a globális adatközpontok évente körülbelül 460 TWh áramot fogyasztanak, ami Franciaország teljes fogyasztásának felel meg. Egyes adatok DNS-re migrálása jelentősen csökkenthetné ezt az energiaterhelést.

A terabájtos kapacitás bővítésének ambíciója

Az Atlas Eon 100 jelenleg a kereskedelmi üzem első fázisában van. A vállalat hosszú távú célja egy olyan rendszer kifejlesztése, amely terabájtos méretű tárolást tesz lehetővé, miközben a DNS-szintézis költségeit szélesebb körben elérhető szintre csökkenti.

Technikai akadályok továbbra is fennállnak. A DNS-szintézis és -szekvenálás költsége jelenleg jóval magasabb, mint a mágneses tárolás költsége. A molekuláris biológiában azonban az árak csökkenésének üteme nagyon gyors.

Az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézeteinek jelentése szerint a DNS-szekvenálás költsége az elmúlt két évtizedben több mint egymilliószorosára csökkent. Ha ez a tendencia folytatódik, a DNS-tárolás költsége a jövőben megfizethető szintet érhet el.

Számos nemzetközi kutatócsoport fejleszt erősebb titkosítási algoritmusokat az információsűrűség növelése és a hibák kockázatának csökkentése érdekében az adatok újraolvasása során. A DNS szilícium-dioxiddal vagy polimer anyagokkal történő védelmének módszerei segíthetnek a tartósság növelésében számos környezeti környezetben.

Az Atlas Eon 100 piacra dobása a DNS-t a laboratóriumból az alkalmazások világába hozza. A DNS-t régóta az optimális információtárolási struktúrának tekintik nagyfokú tömöríthetősége és hosszú távú stabilitása miatt. A természet ezen elvének kihasználása a tárolási kihívások megoldására egyre fenntarthatóbb megközelítéssé válik az energiafüggő megoldásokhoz képest.

Mivel a globális adatmennyiség várhatóan meghaladja a 180 zettabájtot az évtized végére, a hosszú távú tárolási módszerek iránti igény elkerülhetetlen. Bár a DNS-technológia nem feltétlenül váltja ki teljesen az elektronikus tárolást, ígéretesnek tűnik, hogy a leginkább hosszú távú megőrzést igénylő adatok alapjává válik.

Forrás: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/cong-nghe-dna-moi-mo-duong-cho-o-cung-song-co-tuoi-tho-hang-nghin-nam-20251209183924681.htm