새로운 DNA 기술은 수천 년 동안 지속될 수 있는 "살아있는 하드 드라이브"의 길을 열어줍니다.

(댄 트리) - 미국 과학자들이 공식적으로 Atlas Eon 100 시스템을 소개하면서 생명공학 산업에 새로운 방향이 열렸습니다.

생명공학 산업의 역사적인 진전으로, 선구적인 미국 기업인 Atlas Data Storage가 12월 2일에 Atlas Eon 100을 공식 발표했습니다. 이 기술을 사용하면 데이터를 합성 DNA에 인코딩하여 현재 어떤 매체보다 수명이 훨씬 긴 저장 플랫폼을 만들 수 있습니다.

연구자들에 따르면, 이는 인류의 디지털 유산을 가장 지속 가능한 방식으로 보호하는 생물학적 보관 시대의 시작이 될 수 있습니다.

Atlas Eon 100은 12월 2일에 공식 발표되었습니다(사진: Getty).

이진 코드에서 삶의 언어로

캘리포니아에 본사를 둔 Atlas Data Storage는 자사의 Atlas Eon 100 시스템이 합성 DNA를 대규모로 사용하는 최초의 상용 저장 서비스라고 밝혔습니다. 디지털 정보는 익숙한 0과 1의 문자열에서 유전 물질을 구성하는 네 글자, 즉 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T)으로 변환됩니다.

DNA에 데이터를 인코딩하는 것은 완전히 새로운 아이디어는 아닙니다. 2012년 네이처(Nature) 저널에 발표된 최초의 실험 중 하나는 연구자들이 합성 DNA에 책, 사진, 소프트웨어를 높은 정밀도로 저장할 수 있음을 보여주었습니다.

그 후 몇 년 동안 워싱턴 대학과 마이크로소프트 연구소의 몇몇 그룹은 건조하고 어두운 환경에서 DNA를 보관할 경우 안정적인 저장 용량을 보인다는 사실을 계속해서 입증했습니다.

2012년 이후의 연구 결과에 따르면 합성 DNA는 책, 이미지, 소프트웨어를 높은 정밀도로 저장할 수 있으며, 건조하고 어두운 환경에서 지속 가능한 저장 기술의 길을 열었습니다(사진: 게티).

Atlas Eon 100의 새로운 점은 기업 수준에서 구축 가능한 시스템이라는 것입니다. 회사 측은 합성 DNA가 안정성을 유지하기 위해 최적의 조건에서 탈수 및 포장되었다고 밝혔습니다.

이 상태에서는 DNA 분자가 산화나 생물학적 분해의 영향을 받지 않으므로 전원이나 정기적인 유지 관리 없이도 수천 년 동안 데이터가 유지될 수 있습니다.

Atlas Data Storage의 창립자인 빌 바냐이(Bill Banyai)는 "Atlas는 10년 이상 다학제 연구를 통해 DNA 기반 저장 제품을 대규모로 구축한 전 세계 유일의 회사로서 장기 저장을 위한 최적의 솔루션을 제공하게 되어 영광입니다."라고 말했습니다.

Atlas Eon 100은 탈수되고 특수 포장된 합성 DNA를 사용하여 전기나 유지 보수 없이도 수천 년 동안 데이터를 보관할 수 있습니다(사진: Getty).

디지털 수명 문제에 대한 해결책.

과학자들은 오늘날 대부분의 저장 매체가 수명이 짧다고 거듭 경고해 왔습니다. 기계식 하드 드라이브는 일반적으로 약 10년 후에 움직이는 부품의 성능 저하로 인해 고장이 납니다. 플래시 메모리는 10~20년 후에 누전으로 인해 데이터 손실이 발생하기 쉽습니다. DVD와 블루레이 디스크 또한 광학층의 노화 과정으로 인해 수명이 제한됩니다.

미국 국립표준기술연구소(NIST)에 따르면, 많은 대형 데이터 센터는 데이터 손상을 방지하기 위해 주기적으로 데이터를 복사해야 하며, 이로 인해 운영 비용이 증가합니다. 매년 수백만 개의 저장 장치가 폐기되어 상당한 양의 전자 폐기물이 발생합니다.

하드 드라이브, 플래시 메모리, 광 디스크의 수명이 짧기 때문에 데이터 센터에서는 지속적으로 백업을 수행해야 하며, 이로 인해 비용이 증가하고 매년 많은 양의 전자 폐기물이 발생합니다(설명 사진).

한편, DNA는 자연에서 내구성 있는 저장 구조임이 입증되었습니다. 영구동토층에서 발견된 고대 동물 DNA 샘플은 백만 년 이상 보존될 수 있습니다. 2021년 Nature Communications 저널에 발표된 연구에 따르면 DNA는 건조하고 어두운 환경, 심지어 실온에서도 매우 안정적으로 유지됩니다.

Atlas Eon 100은 이러한 증거를 바탕으로 구축되었습니다. 회사는 DNA 저장 밀도가 기존 하드 드라이브보다 수천 배 높다고 말합니다. 손가락만 한 크기의 저장 튜브에 대용량 데이터를 저장할 수 있습니다. 99.99999999999%의 신뢰성을 자랑하며, 이는 오류 발생 가능성이 사실상 없음을 의미합니다.

여러 세대에 걸쳐 디지털 유산을 보존할 수 있는 잠재력.

문화 전문가와 기록 보관 전문가들은 DNA 기술을 정보를 장기적으로 보존하는 유망한 방법으로 보고 있습니다. 종이 문서, 필름 또는 디지털 기록은 시간이 지남에 따라 손상되기 쉽지만, 합성 DNA는 데이터의 내구성 있는 "물리적 표현"으로 활용될 수 있습니다.

유물, 역사 문서, 고대 언어 또는 구전 녹음물의 스캔본을 복제 없이 인코딩하여 보존할 수 있습니다. 박물관과 도서관은 냉장 보관소나 서버 유지 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

몇몇 국제 연구 그룹은 기후 변화에 직면한 지역에 대한 정보(지도, 건축 시뮬레이션, 고고학 데이터 등)를 저장하기 위해 DNA를 사용하는 것을 제안했습니다.

합성 DNA는 디지털 문서와 유물을 보존하는 보다 지속 가능한 방법을 열어줍니다(사진: 게티).

과학 분야에서는 대용량 데이터 세트의 장기 보관에 대한 필요성이 빠르게 증가하고 있습니다. 기후 데이터 저장소, 생물학적 시뮬레이션, 천문 관측, 인공지능 학습 데이터 모두 더욱 안전한 솔루션이 필요합니다.

국제에너지기구(IEA)의 추산에 따르면, 전 세계 데이터센터는 연간 약 460TWh의 전력을 소비하는데, 이는 프랑스 전체의 전력 소비량과 맞먹는 수준입니다. 이 데이터 중 일부를 DNA로 옮기면 에너지 부담을 크게 줄일 수 있습니다.

테라바이트 용량으로의 야심찬 확장.

Atlas Eon 100은 현재 상용 서비스 1단계에 진입했습니다. 이 회사의 장기적인 목표는 DNA 합성 비용을 보다 널리 이용할 수 있는 수준으로 낮추는 동시에 테라바이트급 저장 용량을 제공하는 시스템을 개발하는 것입니다.

기술적 난관은 여전히 ​​남아 있습니다. 현재 DNA 합성 및 시퀀싱 비용은 자기 저장 비용보다 훨씬 높습니다. 그러나 분자생물학 분야의 가격 하락 속도는 매우 빠릅니다.

미국 국립보건원(NIH) 보고서에 따르면, 지난 20년 동안 시퀀싱 비용은 백만 배 이상 감소했습니다. 이러한 추세가 지속된다면, DNA 저장 비용은 미래에 실현 가능한 수준에 도달할 수 있을 것입니다.

여러 국제 연구 그룹 또한 정보 밀도를 높이고 데이터를 다시 읽을 때 발생할 수 있는 오류 위험을 줄이기 위해 더욱 강력한 암호화 알고리즘을 개발하고 있습니다. 실리카나 폴리머 소재를 이용한 DNA 보호 방법은 다양한 환경에서 내구성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

Atlas Eon 100의 출시로 DNA는 실험실에서 벗어나 응용 분야 로 확장되었습니다. DNA는 높은 압축성과 시간 경과에 따른 안정성 덕분에 오랫동안 정보 저장에 최적의 구조로 여겨져 왔습니다. 자연 그 자체를 활용하여 저장 문제를 해결하는 것이 에너지 의존적인 해결책보다 더 지속 가능한 접근 방식으로 자리 잡고 있습니다.

2020년대 말까지 전 세계에서 생성되는 데이터의 양이 180제타바이트를 넘어설 것으로 예상됨에 따라 장기 보관의 필요성은 불가피합니다. DNA 기술이 전자 저장 장치를 완전히 대체할 수는 없겠지만, 장기 보존이 가장 필요한 데이터의 기반이 될 잠재력을 가지고 있습니다.

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