新しいDNA技術は、数千年も生き続ける「生きたハードドライブ」の実現に道を開く

(ダン・トリ) - アメリカの科学者が Atlas Eon 100 システムを正式に導入したことで、バイオテクノロジー業界に新たな方向性が開かれました。

バイオテクノロジー業界にとって歴史的な前進となる、先駆的なアメリカの企業であるアトラス・データ・ストレージ社が 12 月 2 日に「Atlas Eon 100」を正式に発表しました。この技術により、データを合成 DNA にエンコードし、現在のメディアをはるかに超える寿命を持つストレージ プラットフォームを作成できます。

研究者らによると、これは人類のデジタル遺産が最も持続可能な方法で保護されるバイオアーカイブ時代の始まりとなる可能性がある。

Atlas Eon 100は12月2日に正式に発表されました（写真：Getty）。

バイナリコードから生命の言語へ

カリフォルニアに拠点を置くアトラス・データ・ストレージ社は、同社の「Atlas Eon 100」システムが、合成DNAを大規模に利用する初の商用ストレージサービスであると発表しました。デジタル情報は、おなじみの0と1の文字列から、遺伝物質を構成する4つの文字、アデニン（A）、シトシン（C）、グアニン（G）、チミン（T）に変換されます。

DNAにデータをエンコードするというアイデアは全く新しいものではありません。2012年にNature誌に掲載された最初の実験の一つでは、研究者が合成DNAに書籍、画像、ソフトウェアを高精度に保存できることが示されました。

その後数年間、ワシントン大学とマイクロソフト リサーチの複数のグループが、乾燥した暗い環境で保存した場合の DNA の安定した保存容量を実証し続けました。

2012年以降の研究により、合成DNAは書籍、画像、ソフトウェアを高精度で保存できることが示されており、乾燥した暗い環境での持続可能な保存技術への道を開いている（写真：ゲッティ）。

Atlas Eon 100の新たな点は、企業レベルで導入可能なシステムであることです。同社によると、合成DNAは安定性を維持するために最適な条件下で脱水・包装されています。

この状態では、DNA 分子は酸化や生分解の影響を受けず、電源や定期的なメンテナンスを必要とせずにデータを数千年にわたって保存できます。

「アトラスは、10年以上にわたる多分野にわたる研究の集大成であり、長期保存に最適なソリューションを提供するDNAベースのストレージ製品を大規模に展開する世界で唯一の企業であることを光栄に思います」とアトラス・データ・ストレージの創設者ビル・バンヤイ氏は述べた。

Atlas Eon 100 は、脱水処理され特別に包装された合成 DNA を使用し、電気やメンテナンスなしでデータを数千年保存できます (写真: Getty)。

デジタル寿命問題の解決策。

科学者たちは、今日のストレージメディアのほとんどが寿命が短いと繰り返し警告してきました。機械式ハードドライブは、可動部品の劣化により、通常約10年で故障します。フラッシュメモリは、漏電により10～20年でデータ損失が発生する傾向があります。DVDやBlu-rayディスクも、光学層の経年劣化によって寿命が制限されます。

米国国立標準技術研究所（NIST）によると、多くの大規模データセンターでは、データの破損を防ぐために定期的にデータをコピーする必要があり、これが運用コストの増加につながっています。毎年何百万台ものストレージデバイスが廃棄され、膨大な量の電子廃棄物が発生しています。

ハードドライブ、フラッシュメモリ、光ディスクの寿命が短いため、データセンターでは継続的なバックアップが必要となり、コストが増加し、毎年大量の電子廃棄物が発生します (説明写真)。

一方、DNAは自然界において耐久性のある保存構造であることが証明されています。永久凍土で発見された古代動物のDNAサンプルは、100万年以上も保存可能です。2021年にNature Communications誌に掲載された研究では、DNAは乾燥した暗い環境下、さらには室温でも非常に安定した状態を保つことが明らかになりました。

Atlas Eon 100は、この証拠に基づいて開発されました。同社によると、DNAストレージの密度は従来のハードドライブの数千倍に上ります。指ほどの大きさのストレージチューブに大量のデータを収めることができます。信頼性は99.99999999999%とされており、エラーの可能性は事実上ゼロです。

デジタル遺産を何世代にもわたって保存する可能性。

文化専門家やアーキビストは、DNA技術が情報を長期保存する有望な手段であると考えています。紙文書、フィルム、デジタル記録が経年劣化しやすい場合、合成DNAはデータの耐久性のある「物理的表現」として機能する可能性があります。

遺物、歴史文書、古代言語、口述録音などのスキャンデータは、複製することなくエンコードして保存できます。博物館や図書館は、コールドストレージやサーバーの維持コストを大幅に削減できます。

いくつかの国際研究グループは、地図、建築シミュレーション、考古学的データなど、気候変動に直面する場所に関する情報を保存するために DNA を使用することを提案しています。

合成DNAは、デジタル文書や遺物をより持続的に保存する方法を切り開きます（写真：ゲッティ）。

科学分野では、大規模データセットの長期保存のニーズが急速に高まっています。気候データリポジトリ、生物学的シミュレーション、天文観測、人工知能トレーニングデータなど、あらゆるデータには、より安全なソリューションが求められています。

国際エネルギー機関（IEA）の推計によると、世界のデータセンターは年間約460TWhの電力を消費しており、これはフランス全土の消費量に相当します。このデータの一部をDNAに移行することで、エネルギー負荷を大幅に削減できる可能性があります。

テラバイト容量への野心的な拡張。

Atlas Eon 100は現在、商用サービスの第1フェーズにあります。同社の長期的な目標は、DNA合成のコストをより広く利用可能なレベルまで削減しながら、テラバイト規模のストレージを可能にするシステムを開発することです。

技術的なハードルは依然として残っています。DNAの合成と配列決定にかかるコストは、現在、磁気ストレージのコストよりもはるかに高くなっています。しかし、分子生物学における価格低下のペースは急速に進んでいます。

米国国立衛生研究所の報告によると、過去20年間でDNAシーケンシングのコストは100万分の1以下に低下しました。この傾向が続けば、DNA保管のコストは将来的に実現可能なレベルに近づく可能性があります。

いくつかの国際的な研究グループも、情報密度を高め、データの再読み取り時のエラーリスクを低減するための、より強力な暗号化アルゴリズムの開発に取り組んでいます。シリカやポリマー材料でDNAを保護する方法は、様々な環境における耐久性の向上に役立つ可能性があります。

Atlas Eon 100の発売により、DNAは研究室から応用の世界へと移行します。DNAは高い圧縮性と経時安定性から、長年にわたり情報保存に最適な構造と考えられてきました。自然界そのものを活用して保存という課題を解決することは、エネルギー依存型のソリューションよりも持続可能なアプローチになりつつあります。

世界が生成するデータ量は、2020年代末までに180ゼタバイトを超えると予想されており、長期保存の必要性は避けられません。DNA技術は電子ストレージを完全に置き換えることはないかもしれませんが、長期保存が最も必要なデータの基盤となる可能性を秘めています。

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